EA006075B1 - Eletromagnetic method for determining dip angles independent of mud type and borehole environment - Google Patents
Eletromagnetic method for determining dip angles independent of mud type and borehole environment Download PDFInfo
- Publication number
- EA006075B1 EA006075B1 EA200400918A EA200400918A EA006075B1 EA 006075 B1 EA006075 B1 EA 006075B1 EA 200400918 A EA200400918 A EA 200400918A EA 200400918 A EA200400918 A EA 200400918A EA 006075 B1 EA006075 B1 EA 006075B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- transmitting
- antennas
- formation
- boundary
- receiving
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 83
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 151
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 61
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 101
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 20
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 17
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 121
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 35
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 19
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 16
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 16
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005293 physical law Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/18—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
- G01V3/26—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device
- G01V3/28—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device using induction coils
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/18—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
- G01V3/30—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with electromagnetic waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
1. Область, к которой относится изобретение1. The field to which the invention relates
Настоящее изобретение в общем случае относится к области каротажа скважин. Более конкретно, настоящее изобретение относится к усовершенствованным способам, в которых устройства, оснащенные антенными системами, имеющими поперечное или наклонное представление магнитного дипольного момента, используются для электромагнитных измерений подповерхностных формаций и для определения структуры слоистости резервуара и падения формации, а также местоположения скважин, относительно геологических границ резервуара.The present invention generally relates to the field of well logging. More specifically, the present invention relates to improved methods in which devices equipped with antenna systems having a transverse or inclined representation of a magnetic dipole moment are used for electromagnetic measurements of subsurface formations and to determine the structure of reservoir bedding and formation dip, as well as the location of wells, relative to geological the boundaries of the tank.
2. Уровень техники2. The level of technology
Информация, характеризующая падения в исследуемых подповерхностных формациях, является важной для понимания условий отложения осадочных пород и для разработки и осуществления профиля бурения скважины для разведки нефти и газа. Падение и простирание пласта формации могут быть получены из сейсмических карт и изображений скважины. Сейсмические карты обеспечивают крупномасштабную информацию о структуре, а изображения скважины обеспечивают информацию, относящуюся к локальному окружению формации, через которую проходит скважина. Оба типа информации являются полезной информацией для разведки углеводородов. Однако данные о падении, полученные из изображений скважины, обычно являются более точными, чем данные, полученные из сейсмических карт.Information characterizing falls in the studied subsurface formations is important for understanding the conditions of sedimentary rock deposition and for developing and implementing a well drilling profile for oil and gas exploration. Formation dip and strike can be obtained from seismic maps and well images. Seismic maps provide large-scale structure information, and well images provide information related to the local environment of the formation through which the well passes. Both types of information are useful information for hydrocarbon exploration. However, dip data from well images are usually more accurate than data from seismic maps.
В области изучения и добычи углеводородов из уровня техники хорошо известны различные способы каротажа скважин для оценки подповерхностных формаций, через которые проходит скважина. Такие способы обычно используют устройства и инструменты, оснащенные источниками, выполненными с возможностью испускания энергии в формацию. В настоящем описании инструмент и устройство будут использоваться взаимозаменяемо для обозначения, например, электромагнитного инструмента (устройства), инструмента (или устройства) на каротажном кабеле или инструмента (или устройства) для каротажа в процессе бурения. Испускаемая энергия взаимодействует с окружающей формацией для формирования сигналов, детектирование и измерение которых осуществляют при помощи одного или нескольких датчиков. При помощи обработки данных обнаруженных сигналов получают характеристики снимков или профиля формации.In the field of hydrocarbon exploration and production, various well logging methods for assessing subsurface formations through which a well passes are well known in the art. Such methods typically use devices and tools equipped with sources configured to emit energy into the formation. In the present description, the tool and device will be used interchangeably to mean, for example, an electromagnetic tool (device), tool (or device) on a wireline cable or tool (or device) for logging while drilling. The emitted energy interacts with the surrounding formation to form signals, the detection and measurement of which is carried out using one or more sensors. By processing the data of the detected signals, the characteristics of the images or formation profile are obtained.
Промышленные инструменты, предлагаемые сегодня для получения электрических изображений скважины, включают в себя инструмент СеоУ1кюп ΒοδίδΙίνίΙν (СУК) и инструмент Λζίιηιιΐΐιαΐ ЭспЩу №и1гоп (ΑΌΝ) (оба инструмента, используются в процессе бурения) и инструмент РогтаНоп М1сгогеδίδΐίνίκ 1тадег (РМ1) (инструмент на каротажном кабеле), все они являются собственностью и предлагаются БсЫитЬетдег, правопреемником настоящего изобретения. Падения получают из снимков скважин путем распознавания границ раздела пластов на изображении или путем установления взаимосвязей между изображениями, измеренными различными датчиками. На точность оценки падения из снимков влияют множество факторов, включающих в себя качество снимков, разрешающую способность инструментов по вертикали, профессионализм геолога, и - в скважинах с отходом - точность геофизического исследования скважины.Industrial tools offered today for acquiring electrical images of the well include the CeoU1kup tool ΒοδίδΙίνίΙν (QMS) and the Λζίιηιιΐΐιαсп tool ESPIu №i1hop (ΑΌΝ) (both tools are used in the drilling process) and the RogtaNop M1 tool (δίδΐίνΐίκ 1) cable), all of them are the property and are offered by the World Bank, the assignee of the present invention. Drops are obtained from images of boreholes by recognizing reservoir boundaries in an image or by establishing relationships between images measured by various sensors. The accuracy of estimating the fall from the images is influenced by many factors, including the quality of the images, the vertical resolution of the tools, the professionalism of the geologist, and - in the waste wells - the accuracy of the geophysical study of the well.
Среди вышеуказанных инструментов построения изображения инструмент РМ1 обеспечивает самое высокое качество изображений скважины благодаря использованию им измерительных электродов, имеющих небольшие размеры (например, 0,2 дюйма). Точность видимого падения на изображениях, построенных инструментом РМ1, обычно составляет около 0,5° для характерных крутых углов падения (или высот падения). Для меньшего видимого падения точность уменьшается до нескольких градусов. Помимо этого, инструмент РМ1 и другие электродные инструменты работают только в проводящем буровом растворе.Among the above imaging tools, the PM1 tool provides the highest quality of well images by using measuring electrodes that are small in size (for example, 0.2 inches). The accuracy of visible incidence in images constructed with the PM1 tool is typically around 0.5 ° for typical steep incidence angles (or incidence heights). For less visible drop, accuracy decreases to a few degrees. In addition, the PM1 tool and other electrode tools work only in conductive drilling fluid.
Инструмент СУК обеспечивает исследования углов падения в масштабе реального времени, но только для видимых углов падения, превышающих 53°. Анализ на поверхности полученного в масштабе реального времени изображения может устранить такие ограничения, но, поскольку изображение получается с помощью однодюймовых электродных площадок, качество изображения не позволяет точно определить падение в случае, малого относительно падения. Высокая скорость прохождения также может влиять на качество изображения и, тем самым, на точность падения, получаемого из изображения. Подобно инструменту РМ1, инструмент СУК работает только в проводящем буровом растворе.The QMS tool provides real-time studies of incidence angles, but only for visible incidence angles exceeding 53 °. Analysis on the surface of a real-time image can eliminate such limitations, but since the image is obtained using one-inch electrode pads, the image quality does not accurately determine the drop in the case of a small relative to the drop. High transmission speed can also affect image quality and, thus, the accuracy of incidence obtained from the image. Like the PM1 tool, the QMS tool only works in a conductive drilling fluid.
Для буровых растворов на углеводородной основе и синтетических буровых растворов может применяться инструмент 011 Ваке М1сто1тадег (ОВМ1), также от БсЫитЬетдег, для обеспечения получения изображений. Качество изображений является более низким, чем у инструмента РМ1, и ошибка определения падения будет больше, чем у инструмента РМ1. В настоящее время не имеется инструментов получения электрического изображения для определения падения как в проводящих, так и непроводящих буровых растворах.For hydrocarbon-based drilling fluids and synthetic drilling fluids, tool 011 Vake M1stoTadeg (OBM1) can also be used, also from BSiTetdeg, to provide imaging. Image quality is lower than that of the PM1 tool, and the fall detection error will be greater than that of the PM1 tool. Currently, there are no tools for obtaining an electrical image to determine the fall in both conductive and non-conductive drilling fluids.
Электромагнитный (ЭМ) индукционный каротаж и электромагнитный волновой каротаж являются хорошо известными из уровня техники способами. Каротажные инструменты для измерения электрической проводимости (или ее обратной величины, удельного сопротивления) геологических формаций, окружающих скважину, размещаются внутри скважины на каротажном кабеле или на бурильной колонне в процессе бурения. В настоящем описании любая ссылка на проводимость подразумевает ее обратную величину, удельное сопротивление или наоборот. Обычный электромагнитный инструмент измеренияElectromagnetic (EM) induction logging and electromagnetic wave logging are methods well known in the art. Logging tools for measuring the electrical conductivity (or its reciprocal, resistivity) of the geological formations surrounding the borehole are placed inside the borehole on a wireline or drill string during drilling. In the present description, any reference to conductivity implies its inverse, resistivity, or vice versa. Conventional electromagnetic measurement instrument
- 1 006075 удельного сопротивления содержит передающую антенну и одну или несколько (обычно две) приемные антенны, расположенные на некотором расстоянии от антенны передатчика вдоль оси инструмента (см. фиг. 1).- 1 006075 resistivity contains a transmitting antenna and one or more (usually two) receiving antennas located at some distance from the transmitter antenna along the axis of the instrument (see Fig. 1).
Индукционные инструменты измеряют удельное сопротивление (или проводимость) формации путем измерения напряжения, вызываемого в приемных антенне(антеннах) как результат магнитного потока, вызываемого переменными токами, текущими через излучающую (или передающую) антенну. Так называемые электромагнитные волновые инструменты, работают таким же способом, но обычно на более высоких частотах, чем индукционные инструменты при сопоставимых расстояниях между антеннами (примерно 106 Гц для электромагнитных волновых инструментов по сравнению с 104 Гц для индукционных инструментов). Обычный электромагнитный волновой инструмент может работать в области частот 1 кГц - 2 МГц.Induction instruments measure the resistivity (or conductivity) of a formation by measuring the voltage induced in a receiving antenna (s) as a result of magnetic flux caused by alternating currents flowing through a radiating (or transmitting) antenna. So-called electromagnetic wave instruments work in the same way, but usually at higher frequencies than induction instruments with comparable distances between antennas (approximately 10 6 Hz for electromagnetic wave instruments compared to 10 4 Hz for induction instruments). A conventional electromagnetic wave instrument can operate in the frequency range 1 kHz - 2 MHz.
Традиционные передатчики и приемники представляют собой антенны, образованные катушками, содержащими один или несколько витков изолированной токопроводящей проволоки намотанной на основу. Такие антенны обычно работают в качестве источников и/или приемников. Специалистам в данной области техники, будет очевидно, что одна антенна может использоваться в качестве передатчика в один момент времени, и в качестве приемника - в другой. Также очевидно, что конфигурации передатчик-приемник, изложенные в настоящем описании, являются взаимозаменяемыми вследствие принципа обратимости, т.е. передатчик может использоваться в качестве приемника и наоборот.Traditional transmitters and receivers are antennas formed by coils containing one or more turns of an insulated conductive wire wound around a base. Such antennas typically work as sources and / or receivers. Those skilled in the art will appreciate that one antenna can be used as a transmitter at one point in time, and as a receiver at another. It is also obvious that the transmitter-receiver configurations described herein are interchangeable due to the principle of reversibility, i.e. The transmitter can be used as a receiver and vice versa.
Антенны функционируют по следующему принципу, катушка с переменным током (например, передающая катушка) формирует магнитное поле. Электромагнитная энергия передающей антенны каротажного инструмента, расположенного в скважине, передается в окружающие области формации, и такая передача индуцирует вихревой ток, протекающий в формации, окружающей передатчик (см. фиг. 2а). Вихревой ток, индуцируемый в формации, который является функцией удельного сопротивления формации, формирует магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцирует электрическое напряжение в приемных антеннах. При использовании пары пространственно разнесенных приемников, напряжение, индуцируемое в двух приемных антеннах будет иметь различные фазы и амплитуды вследствие геометрического распределения и абсорбции окружающих формаций. Разность фаз (сдвиг фазы, Ф) и отношение амплитуд (коэффициент ослабления, А) двух приемников могут быть использованы для получения удельного сопротивления формации. Обнаруженные сдвиг фаз (Ф) и ослабление (А) зависят не только от расстояния между двумя приемниками и расстояний между передатчиком и приемниками, но также от частоты ЭМ волн, генерируемых передатчиком.Antennas operate according to the following principle, an alternating current coil (for example, a transmitting coil) generates a magnetic field. The electromagnetic energy of the transmitting antenna of the logging tool located in the borehole is transmitted to the surrounding areas of the formation, and such transmission induces eddy current flowing in the formation surrounding the transmitter (see Fig. 2a). The eddy current induced in the formation, which is a function of the resistivity of the formation, forms a magnetic field, which in turn induces an electrical voltage in the receiving antennas. When using a pair of spatially separated receivers, the voltage induced in the two receiving antennas will have different phases and amplitudes due to the geometric distribution and absorption of the surrounding formations. The phase difference (phase shift, F) and the amplitude ratio (attenuation coefficient, A) of the two receivers can be used to obtain the formation resistivity. The detected phase shift (Φ) and attenuation (A) depend not only on the distance between the two receivers and the distances between the transmitter and receivers, but also on the frequency of the EM waves generated by the transmitter.
В известных из уровня техники инструментах индукционного каротажа и инструментах электромагнитного волнового каротажа приемные и передающие антенны крепятся с их осями, параллельными продольной оси инструмента. Таким образом, эти инструменты выполнены с антеннами, имеющими продольный магнитный дипольный момент (ПМД). На фиг. 2 А показано упрощенное представление электромагнитной (ЭМ) энергии, исходящей из такого каротажного инструмента, расположенного в части или сегменте скважины, проходящем сквозь подповерхностную формацию, в направлении, перпендикулярном исследуемому пласту формации. Однако это не является точным изображением всех многочисленных сегментов, составляющих скважину - в частности, если скважина является наклоннонаправленной, как описано ниже. Таким образом, сегменты скважины часто проходят сквозь слои формаций под углом, отличным от 90°, как показано на фиг. 2В. В этом случае говорят, что плоскость формации имеет относительное падение. Угол относительного падения, θ, определяется как угол между осью скважины (осью инструмента) ВА и нормалью N к плоскости Р исследуемого пласта формации.In the induction logging tools and electromagnetic wave logging tools known from the prior art, receiving and transmitting antennas are mounted with their axes parallel to the longitudinal axis of the tool. Thus, these tools are made with antennas having a longitudinal magnetic dipole moment (PMD). In FIG. 2A shows a simplified representation of the electromagnetic (EM) energy emanating from such a logging tool located in a part or segment of a well passing through a subsurface formation in a direction perpendicular to the formation formation under study. However, this is not an accurate depiction of all of the many segments that make up the well — in particular if the well is directional, as described below. Thus, well segments often pass through formation layers at an angle other than 90 °, as shown in FIG. 2B. In this case, it is said that the formation plane has a relative fall. The relative dip angle, θ, is defined as the angle between the borehole axis (tool axis) of VA and the normal N to the plane P of the formation layer under study.
Хорошо известно из уровня техники, что на отклик каротажного инструмента могут влиять структуры пластов формации, окружающие сегмент скважины, в котором расположен инструмент. Для электромагнитных каротажных инструментов это известно как эффект влияния смежных пластов. Соответственно, ответы известных индукционных инструментов и электромагнитных волновых инструментов, имеющих ПМД антенны, подвержены влиянию слоев формации и их падений. Однако такие инструменты традиционно являются ненаправленными, и, следовательно, неспособны предоставить азимутальную информацию о структуре слоев. Таким образом, коммерчески доступные индукционные инструменты измерения удельного сопротивления на каротажном кабеле и электромагнитные волновые инструменты для каротажа в процессе бурения (Ь^И), в настоящее время не способны точно определять падение.It is well known in the art that the response of a logging tool can be influenced by the formation structure of the formations surrounding the well segment in which the tool is located. For electromagnetic logging tools, this is known as the effect of adjacent formations. Accordingly, the responses of known induction instruments and electromagnetic wave instruments having PMD antennas are affected by formation layers and their falls. However, such tools are traditionally non-directional, and therefore unable to provide azimuthal information about the structure of the layers. Thus, commercially available induction tools for measuring resistivity on a wireline cable and electromagnetic wave tools for logging while drilling (b ^ U) are not currently able to accurately determine the dip.
Новый способ в области каротажа скважин представляет собой использование инструментов, включающих в себя антенны, имеющие наклонные или поперечные катушки, т. е., в которых оси катушек не параллельны продольной оси инструмента или скважины. Такие инструменты, таким образом, реализованы с антеннами, имеющими поперечный или наклонный магнитный дипольный момент (НМД).A new method in the field of well logging is the use of tools that include antennas having inclined or transverse coils, i.e., in which the axis of the coils are not parallel to the longitudinal axis of the tool or well. Such instruments are thus implemented with antennas having a transverse or inclined magnetic dipole moment (NMD).
Специалистам в данной области техники будет очевидно, что для наклона или смещения антенны существует множество способов. Каротажные инструменты, снабженные НМД антеннами, описаны, например, в патентах США №№ 6163155; 6147496; 5115198; 4319191; 5508616; 5757191; 5781436; 6044325;Those skilled in the art will appreciate that there are many methods for tilting or biasing an antenna. Logging tools equipped with NMD antennas are described, for example, in US Pat. Nos. 6,163,155; 6,147,496; 5,115,198; 4,319,191; 5508616; 5,757,191; 5,781,436; 6,044,325;
и 6147496. Ответ от такого инструмента зависит от азимутальной ориентации инструмента в наклонной формации. Следовательно, полезная информация о геологической структуре, в частности, падение и про- 2 006075 стирание, может быть получена при подходящем анализе азимутальных или направленных измерений.and 6147496. The response from such a tool depends on the azimuthal orientation of the tool in the inclined formation. Consequently, useful information about the geological structure, in particular, dip and erasure, can be obtained by suitable analysis of azimuthal or directional measurements.
Публикация заявки на патент США № 2003/0055565, Отсгаще. патентообладателем которого в настоящий момент является ЗсЫитЬетдег, выведены аналитические выражения для вычисления параметров анизотропной формации из трехосных индукционных измерений. Патент США № 6163155, В1йат, патентообладателем которого является Эгеззег. раскрывает способ и устройство для одновременного определения горизонтального удельного сопротивления, вертикального удельного сопротивления и угла относительного падения для анизотропных геологических формаций при помощи программного вращения ортогональных катушек для разделения горизонтального и вертикального удельного сопротивления. Патент США № 6556016, Сао и др., патентообладателем которого является НаШЬийоп, раскрывает индукционный способ определения приблизительного угла падения анизотропной геологической формации, используя трехосные измерения. Указанные приложения ограничены формациями с анизотропией.U.S. Patent Application Publication No. 2003/0055565, Odd. the patent holder of which at the moment is Zsitetdeg, analytical expressions for calculating the parameters of the anisotropic formation from triaxial induction measurements are derived. US patent No. 6163155, B1yat, the patent holder of which is Egeszeg. discloses a method and apparatus for simultaneously determining horizontal resistivity, vertical resistivity and relative dip angle for anisotropic geological formations using software rotation of orthogonal coils to separate horizontal and vertical resistivity. US Patent No. 6,556,016 to Cao et al., The patent holder of which is HIGH, discloses an induction method for determining the approximate angle of incidence of an anisotropic geological formation using triaxial measurements. These applications are limited to formations with anisotropy.
Определения, используемые в настоящем описанииDefinitions Used In The Present Description
Определенные термины определяются в настоящем описании при их первом использовании, тогда как другие определенные термины, используемые в настоящем описании, определены ниже.Certain terms are defined in the present description upon their first use, while other specific terms used in the present description are defined below.
Видимое падение означает угол, который (наклонный) пласт составляет с горизонтальной плоскостью, при измерении в любом направлении, отличном от перпендикуляра к простиранию.Visible dip means the angle that the (inclined) formation makes with the horizontal plane, when measured in any direction other than the perpendicular to the strike.
Пласт или слоистость означает стратификацию или слоистость отложений или месторождений, которые обычно имеют место в подповерхностных формациях (обычно представляющие собой горную породу).Formation or stratification means the stratification or stratification of sediments or deposits, which usually occur in subsurface formations (usually rock formations).
Бининг означает сортировку измеренных сигналов - в частности, ответов формации на переданную электромагнитную энергию - по группам, основываясь на значениях параметров, и может осуществляться для одного параметра, определенного из сигнала или для нескольких параметров. Примером критерия бининга может быть частота или период компонента сигнала. Другим примером является связь измеренного сигнала с азимутальным углом ориентации инструмента.Binning means the sorting of measured signals — in particular, formation responses to transmitted electromagnetic energy — into groups based on parameter values, and can be carried out for one parameter determined from the signal or for several parameters. An example of a binning criterion may be the frequency or period of a signal component. Another example is the relationship of the measured signal with the azimuthal angle of orientation of the instrument.
Падение или угол падения означает угол, который (наклонный) пласт составляет с горизонтальной плоскостью при измерении перпендикулярно простиранию.Dip or dip angle means the angle that the (inclined) formation makes with the horizontal plane when measured perpendicular to the strike.
Инверсия или инверсный означает вывод модели (иначе называемой обратной моделью) из измеренных данных (например, данных каротажа), которая дает ответы, наиболее соответствующие измеренным данным согласно определенному критерию. Например, измеренный сигнал может быть использован для воссоздания модели подповерхностной формации, которая дает ответы с наилучшим совпадением с измерением при помощи итеративной подгонки параметров модели.Inversion or inverse means the derivation of a model (otherwise called an inverse model) from the measured data (for example, log data), which gives the answers that are most consistent with the measured data according to a specific criterion. For example, a measured signal can be used to recreate a subsurface formation model that provides answers with the best fit to the measurement by iteratively fitting model parameters.
Относительное падение или угол относительного падения означает угол между осью скважины (или осью инструмента) и перпендикуляром к плоскости, определяемой исследуемым пластом формации.Relative dip or relative dip angle means the angle between the axis of the well (or the axis of the tool) and the perpendicular to the plane defined by the formation in question.
Симметрия или симметричный, как используется в настоящем описании, относится к конфигурации, в которой наборы конструкций передатчик-приемник находятся в противоположных ориентациях вдоль продольной оси инструмента (например, θ, 180-θ), таким образом, что указанные наборы передатчик-приемник могут быть коррелированны при обычной операции симметрии (например, перенос, зеркальное отражение, инверсия и поворот) в отношении точки на оси инструмента или плоскости симметрии, перпендикулярной оси инструмента. Симметризация означает процедуру, в которой ответы симметричных компонентов складываются или вычитаются для получения комбинированного ответа.Symmetry or symmetric, as used in the present description, refers to a configuration in which the transmitter-receiver construction sets are in opposite orientations along the longitudinal axis of the instrument (eg, θ, 180-θ), so that said transmitter-receiver sets can be are correlated during the usual symmetry operation (for example, transfer, specular reflection, inversion and rotation) with respect to a point on the tool axis or a symmetry plane perpendicular to the tool axis. Symmetrization means a procedure in which the responses of symmetrical components are added or subtracted to obtain a combined response.
Передняя поверхность инструмента означает угловую ориентацию инструмента по его продольной оси, противолежащей углу между выбранной отметкой на корпусе инструмента (например, воротником бура) и либо самой верхней по гравитационной вертикали стенки скважины и либо географическим севером.The front surface of the tool means the angular orientation of the tool along its longitudinal axis, the opposite angle between the selected mark on the tool body (for example, a drill collar) and either the top of the borehole wall and the geographic north.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
В одном из аспектов настоящего изобретения предлагается способ и устройство для определения падения и простирания геологической формации, основываясь на направленных (т.е. азимутальных) измерениях. Измерения являются относительно глубокими так, что влияние околоскважинного пространства по сравнению с известными источниками изображения скважины, является гораздо менее значимым. Другое преимущество заключается в том, что изобретение работает как в проводящем, так и в слабопроводящем буровом растворе. Точность определения падения может быть довольно высокой (особенно в случае, если относительное падение не находится в районе 90°).In one aspect of the present invention, there is provided a method and apparatus for determining dip and strike of a geological formation based on directional (i.e., azimuthal) measurements. The measurements are relatively deep so that the influence of the near-wellbore space in comparison with the well-known image sources of the well is much less significant. Another advantage is that the invention works in both conductive and weakly conductive drilling mud. The accuracy of determining the drop can be quite high (especially if the relative drop is not in the region of 90 °).
Настоящее изобретение использует направленные измерения инструментом на основе электромагнитных (ЭМ) волн для определения падения и простирания слоистости формации. Азимутальный угол может быть установлен путем определения направленного ответа, как функция азимутального угла, либо при помощи реального вращения инструмента, либо при помощи программного вращения, используя набор трехосных катушек в случае использования каротажного кабеля (см., например, патент США № 6584408). Информация о падении выводится из ответа симметризованных направленных измерении и может применяться во время бурения для обеспечения отслеживания падения в реальном времени, но без ограничения на большие углы относительного падения, как в случае известных инструментов.The present invention uses directional measurements with a tool based on electromagnetic (EM) waves to determine the incidence and strike of the formation bed. The azimuthal angle can be set by determining the directional response as a function of the azimuthal angle, either by real rotation of the tool, or by program rotation, using a set of triaxial coils in the case of a wireline (see, for example, US patent No. 6584408). Information about the dip is derived from the response of the symmetrized directional measurements and can be used during drilling to provide real-time tracking of the dip, but without limiting the large angles of relative dip, as in the case of known tools.
Настоящее изобретение основано на открытии, заключающегося в том, что почти для всех угловThe present invention is based on the discovery that for almost all angles
- 3 006075 падения симметризованные направленные ответы (χζ-ζχ индукция либо ее волновой электромагнитный эквивалент) являются практически линейно пропорциональными углу относительного падения для данной геологической формации. Дополнительно, в случае если приемник и передатчик расположены по разные стороны границы пласта, коэффициент пропорциональности является практически постоянным и независящим от местоположения инструмента. Такие значимые свойства верны только для симметризованных измерений.- 3 006075 dip symmetrical directional responses (χζ-ζχ induction or its wave electromagnetic equivalent) are almost linearly proportional to the angle of relative dip for a given geological formation. Additionally, if the receiver and transmitter are located on opposite sides of the reservoir boundary, the proportionality coefficient is almost constant and independent of the location of the instrument. Such significant properties are true only for symmetrized measurements.
Таким образом, в одном из аспектов настоящего изобретения относится к устройству, требуемому для проведения таких симметризованных измерений. Это подразумевает симметризованные пары ТЯ или ТЯЯ измерений, как предлагается в публикации заявки на патент США № 2003/0085707 МтетЬо и др., патентообладателем которого в настоящее время является ЗсЫиЬетдег. Измерения осуществляются на частотах, от характерных для индукционного способа, до характерных для электромагнитного волнового способа.Thus, in one aspect of the present invention, it relates to a device required to perform such symmetrized measurements. This implies symmetrized pairs of TY or TYA measurements, as proposed in US Patent Application Publication No. 2003/0085707 Mteto et al., The patent holder of which is currently ZsYyetdeg. Measurements are carried out at frequencies ranging from those characteristic of the induction method to those characteristic of the electromagnetic wave method.
Другой аспект настоящего изобретения относится к способу использования ответа такого устройства для точного определения, как относительного падения, так и азимута слоистости. Истинное падение и азимут могут быть определены из информации об относительном падении и азимуте, связанной с ориентацией скважины.Another aspect of the present invention relates to a method of using the response of such a device to accurately determine both the relative fall and the azimuth of layering. True dip and azimuth can be determined from the relative dip and azimuth information associated with the orientation of the well.
Другой аспект настоящего изобретения относится к применению такой службы определения падения в реальном времени в процессе бурения.Another aspect of the present invention relates to the use of such a real-time dip detection service during drilling.
Другой аспект настоящего изобретения относится к использованию такой информации для помощи в интерпретации анизотропии удельного сопротивления для трехосных индукционных инструментов или электромагнитных волновых инструментов.Another aspect of the present invention relates to the use of such information to assist in the interpretation of resistivity anisotropy for triaxial induction instruments or electromagnetic wave instruments.
Преимущество такого определения падения перед известным определением падения из изображений скважины включает в себяThe advantage of such a fall detection over a well-known fall detection from well images includes
- высокую точность на меньших относительных углах падения;- high accuracy at lower relative angles of incidence;
- наличие функций для определения падения в реальном времени;- the availability of functions for determining the fall in real time;
- меньшую зависимость от околоскважинного пространства и независимость от эффектов, связанных с комками в буровом растворе и фильтрацией бурового раствора;- less dependence on the near-wellbore space and independence from the effects associated with lumps in the drilling fluid and filtration of the drilling fluid;
- определение падения не подвержено влиянию небольших локальных вариаций угла падения в областях, прилегающих к стенке скважины;- the definition of the fall is not affected by small local variations in the angle of incidence in the areas adjacent to the wall of the well;
- услугу по определению падения не зависит от типа бурового раствора.- the service for determining the fall does not depend on the type of drilling fluid.
Таким образом, настоящее изобретение может быть описано более точно как способ характеристики подповерхностной формации при помощи каротажного инструмента, расположенного в скважине, проходящей через формацию, причем каротажный инструмент имеет продольную ось и снабжен, по меньшей мере, передающей системой и приемной системой. Каротажный инструмент размещают внутри скважины таким образом, что передающая система и приемная система располагаются в непосредственной близости от границы исследуемой формации, и измеряют азимутальную ориентацию каротажного инструмента. Электромагнитная энергия передается в формацию, используя передающую систему, и измеряют сигналы, связанные с электромагнитной энергией, передаваемой используемой передающей системой, используя приемную систему. Определяют относительный азимут границы формации, и, используя измеренные сигналы и определенный относительный азимут границы, формируют симметризованное направленное измерение. Затем, используя образованное направленное измерение, определяют относительное падение границы формации.Thus, the present invention can be described more precisely as a method for characterizing a subsurface formation using a logging tool located in a well passing through the formation, the logging tool having a longitudinal axis and provided with at least a transmitting system and a receiving system. The logging tool is placed inside the well so that the transmitting system and the receiving system are located in close proximity to the boundary of the studied formation, and the azimuthal orientation of the logging tool is measured. Electromagnetic energy is transmitted to the formation using a transmitting system, and signals associated with the electromagnetic energy transmitted by the used transmitting system are measured using the receiving system. The relative azimuth of the formation boundary is determined, and using the measured signals and the determined relative azimuth of the boundary, a symmetric directional measurement is formed. Then, using the formed directional measurement, the relative fall of the formation boundary is determined.
Затем относительный азимут и относительное падение границы формации могут быть использованы для определения истинного азимута и падения границы формации способом, известным в данной области техники.The relative azimuth and relative dip of the formation boundary can then be used to determine the true azimuth and dip of the formation boundary in a manner known in the art.
В одном из вариантов осуществления способа настоящего изобретения каротажный инструмент размещен на бурильной колонне для вращения вместе с ней. Этот вариант осуществления использует передающую систему, включающую в себя первую и вторую передающие антенны, и приемную систему, включающую в себя первую и вторую приемные антенны. Вторая передающая антенна имеет магнитный дипольный момент, чей наклон соответствует наклону магнитного дипольного момента первой приемной антенны, и вторая приемная антенна имеет магнитный дипольный момент, чей наклон соответствует наклону магнитного дипольного момента первой передающей антенны. По меньшей мере, одна из первых антенн имеет магнитный дипольный момент, наклоненный по отношению к оси каротажного инструмента, причем наклонный магнитный дипольный момент одной из первых антенн соответствует первому азимутальному углу. Дополнительно по меньшей мере одна из вторых антенн имеет наклонный магнитный дипольный момент, наклонный по отношению к оси каротажного инструмента, причем наклонный магнитный дипольный момент одной из вторых антенн соответствует второму азимутальному углу. Этот вариант осуществления может быть адаптирован к различиям между первым и вторым азимутальными углами. Таким образом, например, второй азимутальный угол может отличаться от первого азимутального угла, по существу, на 90°, или два угла могут быть, по существу, одинаковыми.In one embodiment of the method of the present invention, the logging tool is placed on the drill string to rotate with it. This embodiment uses a transmitting system including the first and second transmitting antennas, and a receiving system including the first and second receiving antennas. The second transmitting antenna has a magnetic dipole moment, whose slope corresponds to the slope of the magnetic dipole moment of the first receiving antenna, and the second receiving antenna has a magnetic dipole moment, whose slope corresponds to the slope of the magnetic dipole moment of the first receiving antenna. At least one of the first antennas has a magnetic dipole moment inclined with respect to the axis of the logging tool, the inclined magnetic dipole moment of one of the first antennas corresponding to the first azimuthal angle. Additionally, at least one of the second antennas has an inclined magnetic dipole moment inclined with respect to the axis of the logging tool, the inclined magnetic dipole moment of one of the second antennas corresponding to the second azimuthal angle. This embodiment can be adapted to the differences between the first and second azimuthal angles. Thus, for example, the second azimuthal angle may differ from the first azimuthal angle by substantially 90 °, or the two angles may be substantially the same.
В другом приложении с бурильной колонной, передающая система включает в себя по меньшей мере одну антенну, имеющую магнитный дипольный момент, наклоненный относительно оси каротаж- 4 006075 ного инструмента на угол θ, и приемную систему, включающую в себя по меньшей мере одну антенну, имеющую магнитный дипольный момент, который наклонен по отношению к оси каротажного инструмента на угол 180-θ. В этом случае этап передачи и этап измерения выполняются в процессе вращения каротажного инструмента вместе с бурильной колонной.In another drill string application, the transmission system includes at least one antenna having a magnetic dipole moment inclined relative to the axis of the logging tool at an angle θ, and a receiving system including at least one antenna having magnetic dipole moment, which is inclined with respect to the axis of the logging tool at an angle of 180-θ. In this case, the transmission step and the measurement step are performed during the rotation of the logging tool together with the drill string.
В таком приложении с бурильной колонной передающая система может включать в себя две пространственно разнесенные передающие антенны, причем каждая передающая антенна имеет магнитный дипольный момент, который наклонен по отношению к оси инструмента на первый угол. Приемная система может включать в себя по меньшей мере одну приемную антенну, расположенную между двумя передающими антеннами на первой глубине скважины, причем передающая антенна имеет магнитный дипольный момент, который наклонен по отношению к оси инструмента на второй угол. В этом случае, этап передачи включает в себя подачу мощности на одну из двух передающих антенн для передачи электромагнитной энергии в формацию, тогда как этап измерения включает в себя измерения сигналов напряжения, связанных с электромагнитной энергией, передаваемой одной из передающих антенн (используя приемную антенну), определение азимутальной ориентации каротажного инструмента и поворота бурильной колонны таким образом, чтобы повернуть передающую и приемную антенны вокруг оси каротажного инструмента. Затем каротажный инструмент перемещают внутри скважины таким образом, чтобы разместить другую из двух передающих антенн на первой глубине скважины, и на другую из двух передающих антенн подают мощность для передачи электромагнитной энергии в формацию. Затем измеряют второй сигнал напряжения, связанный с электромагнитной энергией, передаваемой другой передающей антенной, используя приемную антенну, опять определяют азимутальную ориентацию каротажного инструмента и бурильную колонну опять поворачивают так, чтобы повернуть передающую и приемные антенны вокруг оси каротажного инструмента. Затем из измеренных первого и второго сигналов напряжения может быть определен относительный азимут границы, и измеренные первый и второй сигналы напряжения затем могут быть скомбинированы для получения симметризованного направленного измерения.In such a drill string application, the transmission system may include two spatially spaced transmission antennas, each transmission antenna having a magnetic dipole moment that is inclined relative to the tool axis by a first angle. The receiving system may include at least one receiving antenna located between the two transmitting antennas at the first depth of the well, the transmitting antenna having a magnetic dipole moment that is inclined relative to the axis of the instrument by a second angle. In this case, the transmission step includes supplying power to one of the two transmitting antennas for transmitting electromagnetic energy to the formation, while the measurement step includes measuring voltage signals associated with the electromagnetic energy transmitted by one of the transmitting antennas (using the receiving antenna) , determining the azimuthal orientation of the logging tool and rotation of the drill string so as to rotate the transmitting and receiving antennas around the axis of the logging tool. The logging tool is then moved inside the well so as to place the other of the two transmitting antennas at the first depth of the well, and power is supplied to the other of the two transmitting antennas to transmit electromagnetic energy to the formation. Then, a second voltage signal, associated with the electromagnetic energy transmitted by the other transmitting antenna, is measured using the receiving antenna, the azimuthal orientation of the logging tool is again determined, and the drill string is rotated again so as to rotate the transmitting and receiving antennas around the axis of the logging tool. Then, the relative azimuth of the boundary can be determined from the measured first and second voltage signals, and the measured first and second voltage signals can then be combined to obtain a symmetrical directional measurement.
В приложении с бурильной колонной согласно способу в соответствии с настоящим изобретением азимут каротажного инструмента может быть определен, используя датчик передней поверхности инструмента. Относительный азимут границы может быть определен, используя бининг или при помощи соотнесения измеренных азимутальных углов, соответствующих минимальной и максимальной величине измеренных сигналов.In a drill string application according to the method of the present invention, the azimuth of a logging tool can be determined using a tool front face sensor. The relative azimuth of the boundary can be determined using binning or by correlating the measured azimuthal angles corresponding to the minimum and maximum magnitude of the measured signals.
Предпочтительно измеренные сигналы представляют собой комплексные сигналы напряжения. Соответственно, необходимые значения фазового сдвига и ослабления могут быть вычислены из измеренных сигналов напряжения, связанных с относительным азимутом границы. Значения фазового сдвига и ослабления могут быть получены путем взятия логарифма от отношения комплексных сигналов напряжения, полученных для двух отдельных предварительно выбранных азимутальных углов, таких как 0 и 180° от определенного относительного азимута границы.Preferably, the measured signals are complex voltage signals. Accordingly, the necessary values of the phase shift and attenuation can be calculated from the measured voltage signals associated with the relative azimuth of the boundary. The values of the phase shift and attenuation can be obtained by taking the logarithm of the ratio of the complex voltage signals obtained for two separate preselected azimuthal angles, such as 0 and 180 ° from a certain relative azimuth of the boundary.
В конкретном варианте осуществления способа настоящего изобретения этап получения направленного измерения включает в себя извлечение, как величины, так и фазы измеренных сигналов при помощи аппроксимации ответа измеренных сигналов при различных азимутальных ориентациях инструмента аппроксимирующими функциями. Аппроксимирующие функции предпочтительно представляют собой синусоиды, имеющие коэффициенты аппроксимации, включающие в себя константы, и термы δίηφ. со&ф, δίπ2φ и со§2ф, которые определяют итеративный алгоритм аппроксимации, применяемый для определения азимутальной зависимости направленных измерений, как описано в совместно поданной заявке на патент США № 10/709212, поданной 21 апреля 2004 г., Ь1 и др., и права на который принадлежат патентообладателю настоящего изобретения.In a specific embodiment of the method of the present invention, the step of obtaining directional measurement includes extracting both the magnitude and phase of the measured signals by approximating the response of the measured signals for various azimuthal instrument orientations with approximating functions. The approximating functions are preferably sinusoids having approximation coefficients including constants and terms δίηφ. ω & f, δίπ2φ and ω§2f, which define an iterative approximation algorithm used to determine the azimuthal dependence of directional measurements, as described in co-filed US Patent Application No. 10/709212, filed April 21, 2004, L1 et al., and rights to which the patent holder of the present invention belongs.
В конкретном варианте осуществления способа настоящего изобретения передающая система включает в себя по меньшей мере первую и вторую передающие антенны, и приемная система включает в себя по меньшей мере первую и вторую приемные антенны. Антенны ориентированы таким образом, что первая передающая и первая приемная антенны определяют первую симметричную пару антенн, а вторая передающая и вторая приемная антенны определяют вторую симметричную пару антенн, причем магнитный дипольный момент по меньшей мере одной из антенн образует, по существу, не нулевой угол с каротажным инструментом.In a particular embodiment of the method of the present invention, the transmitting system includes at least a first and second transmitting antenna, and the receiving system includes at least a first and second receiving antenna. The antennas are oriented in such a way that the first transmitting and first receiving antennas define the first symmetrical pair of antennas, and the second transmitting and second receiving antennas define the second symmetric pair of antennas, and the magnetic dipole moment of at least one of the antennas forms a substantially non-zero angle with logging tool.
Способ согласно настоящему изобретению предпочтительно дополнительно включает в себя этап определения профиля удельного сопротивления через границу формации, что может рассматриваться, а может не рассматриваться, как часть этапа определения падения. Профиль удельного сопротивления может быть определен из известных данных направляющей скважины или из измерений удельного сопротивления в забое скважины. Измерения удельного сопротивления в забое скважины обычно обеспечиваются каротажным инструментом или другим инструментом, размещенным на общей инструментальной штанге с каротажным инструментом.The method according to the present invention preferably further includes the step of determining the profile of resistivity across the boundary of the formation, which may or may not be considered as part of the step of determining the fall. The resistivity profile can be determined from known data from the guide well or from resistivity measurements at the bottom of the well. Resistivity measurements at the bottom of a well are usually provided by a logging tool or other tool placed on a common tool rod with a logging tool.
Этап определения относительного падения может включать в себя использование предварительно вычисленной просмотровой таблицы для непосредственных измерений для выбранных значений удель- 5 006075 ного сопротивления двух пластов формации, разделенных границей формации и относительного угла падения. Путем определения истинных значений удельного сопротивления двух пластов формации одна или несколько предварительно вычисленных просмотровых таблиц для выбранной пары удельных сопротивлений может использоваться для определения направленного ответа границы на единицу падения, соответствующего истинным значениям удельного сопротивления. Затем определяют относительное падение путем деления, полученного направленного измерения на масштабный коэффициент, который получают из определенного профиля удельного сопротивления путем вычисления направленного ответа границы на единицу падения.The step of determining the relative dip can include the use of a pre-computed look-up table for direct measurements for the selected resistivity values of the two formation layers, separated by the boundary of the formation and the relative dip angle. By determining the true values of the resistivity of two formations in the formation, one or more pre-calculated look-up tables for the selected pair of resistivities can be used to determine the directional response of the boundary to a unit of fall corresponding to the true values of resistivity. Then, the relative drop is determined by dividing the obtained directional measurement by a scale factor, which is obtained from a specific resistivity profile by calculating the directional response of the boundary per unit of fall.
Этап определения относительного падения может дополнительно включать в себя инверсию. Пример включает в себя этапы выбора одного или нескольких направленных измерений для использования в инверсии, этап выбора подходящей модели инверсии, проверки того, что выбранная модель инверсии совместима с другой информацией, и определение относительного падения и параметров выбранной модели инверсии. Определенные, выбранные параметры модели инверсии могут включать в себя положение границы формации и удельного сопротивления пластов формации с каждой стороны границы. Этап выбора модели инверсии включает в себя выбор простейшей модели, которая аппроксимирует известную информацию, и этап проверки включает в себя сравнение выбранной модели с известными геологическими характеристиками и другими измеренными параметрами формации.The step of determining the relative drop may further include an inversion. An example includes the steps of selecting one or more directional measurements for use in inversion, the step of selecting an appropriate inversion model, verifying that the selected inversion model is compatible with other information, and determining the relative incidence and parameters of the selected inversion model. Certain, selected parameters of the inversion model may include the position of the formation boundary and the resistivity of the formation layers on each side of the boundary. The step of selecting an inversion model includes selecting the simplest model that approximates known information, and the verification step includes comparing the selected model with known geological characteristics and other measured formation parameters.
В другом приложении способа настоящего изобретения каротажный инструмент представляет собой не вращающийся или медленно вращающийся каротажный кабель или инструмент, расположенный на бурильной колонне. В конкретном варианте осуществления согласно этому случаю передающая система включает в себя две передающие антенны, и каждая передающая антенна имеет магнитный дипольный момент, выровненный относительно оси инструмента. Приемная система включает в себя две поперечных приемных антенны с их магнитными дипольными моментами, имеющими различные ориентации, но обе являются перпендикулярными оси каротажного инструмента. Две приемные антенны расположены между двумя передающими антеннами на первой глубине скважины, по существу, посередине между двумя передающими антеннами.In another application of the method of the present invention, the logging tool is a non-rotating or slowly rotating logging cable or tool located on a drill string. In a specific embodiment according to this case, the transmission system includes two transmit antennas, and each transmit antenna has a magnetic dipole moment aligned with the axis of the instrument. The receiving system includes two transverse receiving antennas with their magnetic dipole moments having different orientations, but both are perpendicular to the axis of the logging tool. Two receiving antennas are located between two transmitting antennas at a first depth of the well, essentially in the middle between two transmitting antennas.
В другом варианте осуществления не вращающегося или медленно вращающегося инструмента приемная система включает в себя приемную антенну, имеющую дипольный момент, выровненный относительно оси инструмента, а передающая система включает в себя две пары поперечных передающих антенн с магнитными дипольными моментами в каждой паре, имеющими различную ориентацию, но перпендикулярными оси каротажного инструмента. Приемная антенна расположена между двумя парами передающих антенн на первой глубине скважины, по существу, посередине между двумя парами передающих антенн.In another embodiment of a non-rotating or slowly rotating tool, the receiving system includes a receiving antenna having a dipole moment aligned with the axis of the tool, and the transmitting system includes two pairs of transverse transmitting antennas with magnetic dipole moments in each pair having a different orientation, but perpendicular to the axis of the logging tool. A receiving antenna is located between two pairs of transmitting antennas at a first depth of the well, essentially in the middle between two pairs of transmitting antennas.
Поскольку в таких приложениях вращение инструмента не возможно, используется полученная посредством программного определения матрица вращения, согласно патенту США № 6584408, права на который также принадлежат патентообладателю настоящего изобретения. В таких приложениях способа настоящего изобретения без вращения или с медленным вращением этап передачи включает в себя подачу мощности на одну из двух передающих антенн для передачи электромагнитной энергии в формацию. Этап измерения включает в себя использование двух приемных антенн для измерения первых сигналов напряжения, связанных с электромагнитной энергией, передаваемой одной передающей антенной, измерение азимута каротажного инструмента, определения относительного азимута границы, и получение первого, направленно измеренного сигнала напряжения виртуального поперечного приемника с относительным азимутом границы, используя матрицу вращения, соответствующую определенному относительному азимуту границы в отношении азимута инструмента. Затем каротажный инструмент перемещают внутри скважины таким образом, чтобы переместить другую из двух передающих антенн на первую глубину скважины (где были размещены две приемные антенны), и процесс повторяется. Соответственно, на другую из двух передающих антенн подают мощность для передачи электромагнитной энергии в формацию, два приемника используются для измерения вторых сигналов напряжения, связанных с электромагнитной энергией, передаваемой другой передающей антенной, (снова) измеряют азимут каротажного инструмента, (снова) определяют относительный азимут границы. Эти этапы позволяют получить второй, направленно измеренный сигнал напряжения виртуального поперечного приемника с относительным азимутом границы, используя матрицу вращения, соответствующую определенному относительному азимуту границы в отношении азимута инструмента. Полученные первый и второй сигналы напряжения виртуального поперечного приемника затем комбинируют для получения симметризованного направленного измерения.Since rotation of the tool is not possible in such applications, the rotation matrix obtained by software definition is used according to US Pat. No. 6,584,408, which also belongs to the patentee of the present invention. In such applications of the method of the present invention, without rotation or with slow rotation, the transmission step includes supplying power to one of two transmission antennas for transmitting electromagnetic energy to the formation. The measurement step involves using two receiving antennas to measure the first voltage signals associated with the electromagnetic energy transmitted by one transmitting antenna, measuring the azimuth of the logging tool, determining the relative azimuth of the boundary, and obtaining the first directionally measured voltage signal of the virtual transverse receiver with relative azimuth of the boundary using a rotation matrix corresponding to a specific relative azimuth of the boundary with respect to the azimuth of the tool. Then the logging tool is moved inside the well so as to move the other of the two transmitting antennas to the first depth of the well (where the two receiving antennas were placed), and the process is repeated. Accordingly, power is supplied to the other of the two transmitting antennas to transmit electromagnetic energy to the formation, two receivers are used to measure the second voltage signals associated with the electromagnetic energy transmitted by the other transmitting antenna, (again) measure the azimuth of the logging tool, (again) determine the relative azimuth borders. These steps make it possible to obtain a second, directionally measured voltage signal of a virtual transverse receiver with a relative boundary azimuth using a rotation matrix corresponding to a certain relative boundary azimuth with respect to the tool azimuth. The obtained first and second voltage signals of the virtual transverse receiver are then combined to obtain a symmetrized directional measurement.
В конкретных вариантах осуществления приложений без вращения или с медленным вращением передающая система включает в себя трехосные передающие антенны, и приемная система включает в себя трехосные приемные системы. Векторы магнитных дипольных моментов трех антенн в антенных системах могут быть линейно независимыми или взаимно ортогональными. Трехосные антенны также могут быть, по существу, расположенными совместно. В вариантах осуществления, использующих трехосные антенны, этап передачи включает в себя последовательную подачу мощности на каждую из трех передающих антенн для передачи электромагнитной энергии в формацию.In specific embodiments of non-rotational or slow-rotational applications, the transmitter system includes triaxial transmitter antennas, and the receiver system includes triaxial receiver systems. The vectors of the magnetic dipole moments of three antennas in antenna systems can be linearly independent or mutually orthogonal. Triaxial antennas can also be substantially co-located. In embodiments using triaxial antennas, the transmission step includes sequentially supplying power to each of the three transmitting antennas to transmit electromagnetic energy to the formation.
- 6 006075- 6 006075
В случае взаимно ортогональных трехосных антенных систем этап измерения включает в себя последовательное измерение первого, второго и третьего сигналов напряжения, связанных с электромагнитной энергией, передаваемой первой, второй и третьей передающими антеннами, используя три приемные антенны в каждом измерении. Сигналы напряжения, измеренные соответствующими тремя приемниками, затем линейно комбинируют для получения напряжений, представляющих пару виртуальных приемника и передатчика с произвольной ориентацией. Это позволяет получить связанные напряжения между тремя взаимно ортогональными виртуальными приемниками и передатчиками и композицию симметризованного направленного измерения, используя связанные напряжения для симметричных пар приемника и передатчика.In the case of mutually orthogonal triaxial antenna systems, the measurement step includes sequentially measuring the first, second and third voltage signals associated with the electromagnetic energy transmitted by the first, second and third transmitting antennas using three receiving antennas in each measurement. The voltage signals measured by the respective three receivers are then linearly combined to obtain voltages representing a pair of virtual receivers and transmitters with an arbitrary orientation. This allows one to obtain coupled voltages between three mutually orthogonal virtual receivers and transmitters and a composition of symmetrized directional measurement using coupled voltages for symmetric pairs of the receiver and transmitter.
Относительный азимут границы может быть определен в таких вариантах осуществления по 1;·ιη-ι(ΥΖ/ΧΖ) или ίαη-1(2*ΧΥ/(ΧΧ-ΥΥ)), где ΥΖ является напряжением для дипольного магнитного момента приемной антенны, ориентированного по Υ, и передающей антенны, ориентированного по Ζ,The relative azimuth of the boundary can be determined in such embodiments by 1; · ιη -ι (ΥΖ / ΧΖ) or ίαη -1 (2 * ΧΥ / (ΧΧ-ΥΥ)), where ΥΖ is the voltage for the dipole magnetic moment of the receiving antenna oriented Υ, and transmitting antenna oriented in по,
ΧΖ является напряжением для дипольного магнитного момента приемной антенны, ориентированного по X, и передающей антенны, ориентированного по Ζ,ΧΖ is the voltage for the dipole magnetic moment of the receiving antenna oriented in X, and the transmitting antenna oriented in Ζ,
ΧΥ является напряжением для дипольного магнитного момента приемной антенны, ориентированного по Χ, и передающей антенны, ориентированного по Υ,ΧΥ is the voltage for the dipole magnetic moment of the receiving antenna oriented along Χ and the transmitting antenna oriented along Υ,
ΧΧ является напряжением для дипольного магнитного момента приемной антенны, ориентированного по Χ, и передающей антенны, ориентированного по Χ,ΧΧ is the voltage for the dipole magnetic moment of the receiving antenna oriented along Χ and the transmitting antenna oriented along Χ,
ΥΥ является напряжением для дипольного магнитного момента приемной антенны, ориентированного по Υ, и передающей антенны, ориентированного по Υ,ΥΥ is the voltage for the dipole magnetic moment of the receiving antenna oriented along Υ and the transmitting antenna oriented along Υ,
Ζ является направлением вдоль оси инструмента,Ζ is the direction along the axis of the tool,
X является направлением по эталонному азимутальному углу и перпендикулярно Ζ,X is the direction along the reference azimuthal angle and perpendicular to Ζ,
Υ является перпендикуляром к X и Ζ; иΥ is perpendicular to X and Ζ; and
Χ, Υ, Ζ образуют декартову систему координат.Χ, Υ, Ζ form a Cartesian coordinate system.
Направленные измерения согласно такому варианту осуществления могут быть получены, используя связанное напряжение Χ'Ζ-ΖΧ', где X' является направлением по относительному азимуту границы и перпендикулярно оси Ζ инструмента.Directional measurements according to such an embodiment can be obtained using the associated voltage Χ'Ζ-ΖΧ ', where X' is the direction in the relative azimuth of the boundary and perpendicular to the оси axis of the tool.
В случае линейно независимой трехосной антенной системы сигналы пары виртуальных приемника-передатчика с фиксированной ориентацией генерируются из измеренных первого, второго и третьего сигналов напряжения при помощи трехмерной матрицы вращения, соответствующей фиксированной ориентации.In the case of a linearly independent triaxial antenna system, the signals of a pair of virtual transmitters with a fixed orientation are generated from the measured first, second and third voltage signals using a three-dimensional rotation matrix corresponding to a fixed orientation.
Другой аспект настоящего изобретения относится к способу характеризации подповерхностной формации и включает в себя этапы размещения каротажного инструмента внутри скважины таким образом, что передающая система и приемная система инструмента расположены в непосредственной близости от границы исследуемой формации и измерения азимутальной ориентации каротажного инструмента. Электромагнитная энергия передается в формацию, используя передающую систему и сигналы, связанные с электромагнитной энергией, передаваемой передающей системой, измеряются, используя приемную систему. Используя измеренные сигналы, получают симметризованное направленное измерение, и определенное направленное измерение строят как функцию глубины для множества различных глубин. Глубина, на которой по меньшей мере одна из верхних и нижних антенн пересекает границу формации, затем может быть идентифицирована, используя разрывность в скорости изменения направленного измерения.Another aspect of the present invention relates to a method for characterizing a subsurface formation and includes the steps of placing the logging tool inside the well so that the transmitting system and the receiving system of the tool are located in close proximity to the boundary of the formation being studied and measuring the azimuthal orientation of the logging tool. Electromagnetic energy is transmitted to the formation using a transmitting system and signals associated with the electromagnetic energy transmitted by the transmitting system are measured using the receiving system. Using the measured signals, a symmetric directional measurement is obtained, and a specific directional measurement is constructed as a function of depth for many different depths. The depth at which at least one of the upper and lower antennas crosses the formation boundary can then be identified using the discontinuity in the rate of change of the directional measurement.
Другой аспект настоящего изобретения относится к каротажному устройству для характеризации подповерхностной формации, через которую проходит скважина, включающему в себя корпус, выполненный с возможностью перемещения в скважине, имеющий продольную ось. Корпус каротажного устройства может быть выполнен с возможностью перемещения и вращения в бурильной колонне и перемещения при помощи каротажного кабеля. Для передачи электромагнитной энергии в формацию в корпусе размещена передающая система. Для измерения сигналов, связанных с электромагнитной энергией, передаваемой передающей системой, в корпусе размещена приемная система. Также предусмотрены средства для определения относительного азимута границы формации, представляющей интерес в непосредственной близости от скважины для получения симметризованного направленного измерения, используя сигналы, измеренные приемной системой, и относительный азимут границы, определенный при помощи средств определения азимута, и для определения относительного падения границы формации, используя полученное направленное измерение.Another aspect of the present invention relates to a logging device for characterizing a subsurface formation through which a well passes, including a housing configured to move in a well having a longitudinal axis. The housing of the logging device can be made with the possibility of movement and rotation in the drill string and move using a logging cable. To transfer electromagnetic energy to the formation, a transmission system is placed in the housing. To measure signals associated with electromagnetic energy transmitted by a transmitting system, a receiving system is placed in the housing. Means are also provided for determining the relative azimuth of the formation boundary that is of interest in the immediate vicinity of the well to obtain a symmetrical directional measurement using signals measured by the receiving system and the relative azimuth of the boundary determined by means of determining the azimuth, and for determining the relative dip of the formation boundary, using the resulting directional measurement.
В конкретном варианте осуществления устройства настоящего изобретения передающая система включает в себя по меньшей мере одну антенну, имеющую магнитный дипольный момент, наклоненный относительно оси каротажного инструмента на угол θ, и приемная система включает в себя по меньшей мере одну антенну, имеющую магнитный дипольный момент, наклоненный относительно оси каротажного инструмента на угол 180-θ.In a specific embodiment of the device of the present invention, the transmitting system includes at least one antenna having a magnetic dipole moment inclined relative to the axis of the logging tool by an angle θ, and the receiving system includes at least one antenna having a magnetic dipole moment inclined relative to the axis of the logging tool at an angle of 180-θ.
В еще одном варианте осуществления устройства настоящего изобретения, передающая системаIn yet another embodiment of a device of the present invention, a transmission system
- 7 006075 включает в себя по меньшей мере первую и вторую передающие антенны, и приемная система включает в себя по меньшей мере первую и вторую приемные антенны. Антенны ориентированы таким образом, что первая передающая и первая приемная антенна образуют первую пару симметричных антенн, и вторая приемная антенна образуют вторую пару симметричных антенн.- 7 006075 includes at least a first and a second transmitting antenna, and a receiving system includes at least a first and a second receiving antenna. The antennas are oriented so that the first transmitting and first receiving antennas form a first pair of symmetrical antennas, and the second receiving antenna form a second pair of symmetrical antennas.
В еще одном варианте осуществления устройства настоящего изобретения передающая система включает в себя две передающие антенны, причем каждая передающая антенна имеет магнитный дипольный момент, выровненный относительно оси инструмента. Приемная система включает в себя две поперечные, взаимно перпендикулярные приемные антенны, причем две приемные антенны расположены между двумя передающими антеннами. В качестве альтернативы устройство может быть выполнено с обратным расположением приемников и передатчиков (две передающие антенны расположены между двумя приемными антеннами).In yet another embodiment of the apparatus of the present invention, the transmitting system includes two transmitting antennas, each transmitting antenna having a magnetic dipole moment aligned with the tool axis. The receiving system includes two transverse, mutually perpendicular receiving antennas, and two receiving antennas are located between two transmitting antennas. Alternatively, the device may be configured with a reverse arrangement of receivers and transmitters (two transmit antennas are located between two receive antennas).
В конкретном варианте осуществления передающая система включает в себя трехосные передающие антенны, и приемная система включает в себя трехосные приемные антенны.In a specific embodiment, the transmitting system includes triaxial transmit antennas, and the receiving system includes triaxial receiving antennas.
Средства определения азимута могут включать в себя датчик передней поверхности инструмента и/или носитель, считываемый компьютером с исполняемыми компьютером инструкциями для определения относительного азимута границы исследуемой формации.The azimuth determination means may include a tool front surface sensor and / or a carrier readable by a computer with computer-executable instructions for determining the relative azimuth of the boundary of the formation being studied.
В одном из вариантов осуществления средства формирования включают в себя носитель, считываемый компьютером с исполняемыми компьютером инструкциями для формирования симметризованного направленного измерения, используя сигналы, измеренные приемной системой, и относительный азимут границы, определенный при помощи средств определения азимута.In one embodiment, the forming means includes a medium readable by a computer with computer-executable instructions for generating a symmetric directional measurement using signals measured by the receiving system and a relative boundary azimuth determined by means of determining the azimuth.
Средства определения относительного падения могут включать в себя носитель, считываемый компьютером с исполняемыми компьютером инструкциями для определения относительного падения границы формации, используя сформированное направленное измерение.The means for determining the relative dip can include media readable by a computer with computer-executable instructions for determining the relative dip of the formation boundary using the generated directional measurement.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Для того чтобы приведенные выше отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения можно было понять более подробно более конкретное описание настоящего изобретения, кратко суммированное выше, может быть приведено со ссылками на варианты осуществления настоящего изобретения, которые иллюстрируются прилагаемыми чертежами. Однако необходимо отметить, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только типичные варианты осуществления настоящего изобретения и, следовательно, не должны рассматриваться как ограничивающие его объем, поскольку настоящее изобретение может допускать другие равно эффективные варианты осуществления настоящего изобретения.In order that the above distinguishing features and advantages of the present invention can be understood in more detail, a more specific description of the present invention, briefly summarized above, can be given with reference to embodiments of the present invention, which are illustrated by the accompanying drawings. However, it should be noted that the accompanying drawings illustrate only typical embodiments of the present invention and, therefore, should not be construed as limiting its scope, since the present invention may allow other equally effective embodiments of the present invention.
Фиг. 1 изображает схематический вид индукционных инструментов или электромагнитных волновых инструментов из известного уровня техники;FIG. 1 is a schematic view of induction tools or electromagnetic wave tools of the prior art;
фиг. 2А и 2В представляет виды в вертикальном разрезе, показывающие вихревые токи, индуцируемые каротажным инструментом в скважине, походящей через формацию без относительного падения и с относительным падением соответственно;FIG. 2A and 2B are vertical cross-sectional views showing eddy currents induced by a logging tool in a well that travels through a formation without a relative dip and a relative dip, respectively;
фиг. 3 представляет вид в вертикальном разрезе известной из уровня техники ротарной бурильной колонной, с которой может применяться настоящее изобретение для улучшения;FIG. 3 is a vertical sectional view of a prior art rotary drill string with which the present invention can be applied to improve;
фиг. 4 изображает схематический вид основного каротажного инструмента для направленного измерения, имеющего пару симметричных передающих и приемных антенн;FIG. 4 is a schematic view of a main logging tool for directional measurement having a pair of symmetrical transmit and receive antennas;
фиг. 5 изображает схематический вид каротажного инструмента для направленного измерения, расположенного в сегменте скважины, который лежит внутри одного пласта формации, в случае, когда симметризованные направленные измерения не чувствительны к падению α и анизотропии;FIG. 5 depicts a schematic view of a directional measurement logging tool located in a segment of a well that lies within a single formation in the case where symmetrized directional measurements are not susceptible to a drop in α and anisotropy;
фиг. 6 представляет схематический вид каротажного инструмента для направленного измерения, расположенного в сегменте скважины, который пересекает границу пласта, проходя через два пласта формации, случае, когда симметризованные направленные измерения практически постоянные и пропорциональны падению для данного профиля удельного сопротивления, если передатчик(передатчики) и приемник(приемники) расположены на противоположных сторонах границы пласта;FIG. 6 is a schematic view of a directional logging tool located in a segment of a well that crosses a boundary of a formation passing through two formations in a case where symmetrized directional measurements are practically constant and proportional to the drop for a given resistivity profile if the transmitter (s) and receiver (receivers) are located on opposite sides of the reservoir boundary;
фиг. 7 изображает диаграмму удельного сопротивления, описывающую единичную границу формации, которая разделяет два смежных пласта формации;FIG. 7 is a resistivity diagram describing a unit boundary of a formation that separates two adjacent formations of a formation;
фиг. 8А-8С показывают диаграммы, характеризующие отклики формации (известные измерения удельного сопротивления и симметризованные направленные измерения) на электромагнитную энергию, передаваемую каротажным инструментом, ориентированным вдоль оси скважины-инструмента, причем каротажный инструмент имеет антенны, расположенные с каждой стороны границы;FIG. 8A-8C show diagrams characterizing formation responses (known resistivity measurements and symmetric directional measurements) to electromagnetic energy transmitted by a logging tool oriented along the axis of the tool well, the logging tool having antennas located on each side of the boundary;
фиг. 9 изображает отклик на симметризованные направленные сигналы для электромагнитного волнового способа, приведенные как функция истинной вертикальной глубины (ИВГ) для различных углов падения при пересечении границы пласта согласно одному аспекту настоящего изобретения;FIG. 9 depicts a response to symmetrized directional signals for an electromagnetic wave method, given as a function of true vertical depth (IHG) for various dip angles when crossing a formation boundary, in accordance with one aspect of the present invention;
фиг. 10 изображает отклик, аналогичный отклику согласно фиг. 9, но сигналы для электромагнитного волнового способа нормализованы по углу падения в логарифмическом масштабе;FIG. 10 depicts a response similar to that of FIG. 9, but the signals for the electromagnetic wave method are normalized by the angle of incidence on a logarithmic scale;
фиг. 11 изображает нормализованный отклик, аналогичный отклику согласно фиг. 10 в линейном масштабе;FIG. 11 depicts a normalized response similar to that of FIG. 10 on a linear scale;
фиг. 12 изображает отклик, аналогичный отклику согласно фиг. 9, но представляющий единичнуюFIG. 12 depicts a response similar to that of FIG. 9, but representing a unit
- 8 006075 пару передатчик-приемник (ПрдПрм) перед симметризацией;- 8 006075 a pair of transmitter-receiver (Prdprm) before symmetrization;
фиг. 13 изображает отклик, аналогичный отклику согласно фиг. 10, но представляющий две совместно расположенные пары ПрдПрм;FIG. 13 depicts a response similar to that of FIG. 10, but representing two co-located pairs of PrdPrm;
фиг. 14 изображает эквивалент отклика индукционного инструмента для симметризованной пары ПрдПрм (измерение ΧΖ-ΖΧ), нормализованный по углу падения;FIG. 14 shows the response equivalent of an induction tool for a symmetrized pair of PrdPrm (ΧΖ-ΖΧ measurement) normalized by the angle of incidence;
фиг. 15 представляет блок-схему процедуры определения падения согласно одному из аспектов настоящего изобретения.FIG. 15 is a flowchart of a fall detection procedure according to one aspect of the present invention.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретенияDetailed Description of a Preferred Embodiment
На фиг. 3 показаны известная из уровня техники ротарная буровая установка и бурильная колонна, в которых может быть применено настоящее изобретение для улучшения. Наземная платформа и буровая вышка 10 расположены над скважиной 11, проходящей сквозь подповерхностную формацию Р. В иллюстративном варианте осуществления изобретения скважина 11 формируется при помощи роторного бурения хорошо известным из уровня техники способом. Специалистам в данной области техники будет очевидным, однако, что настоящее изобретение также применимо в направленном бурении так же, как и в роторном бурении, и не ограничивается наземными буровыми установками. Также очевидно, что настоящее изобретение не ограничено приложениями в процессе бурения, но также может быть использовано в приложениях с каротажным кабелем (как дополнительно описано ниже).In FIG. 3 shows a prior art rotary drilling rig and drill string in which the present invention can be applied for improvement. The surface platform and drill rig 10 are located above the borehole 11 passing through the subsurface formation P. In an illustrative embodiment of the invention, the borehole 11 is formed by rotary drilling in a manner well known in the art. It will be apparent to those skilled in the art, however, that the present invention is also applicable in directional drilling as well as in rotary drilling, and is not limited to surface drilling rigs. It is also apparent that the present invention is not limited to applications during drilling, but can also be used in wireline applications (as further described below).
Бурильная колонна 12 расположена внутри скважины 11 и включает в себя буровое долото 15 на ее нижнем конце. Бурильная колонна 12 вращается при помощи роторного стола 16, приводимого в действие при помощи средств (не показаны), который сцепляется с ведущей трубой 17 на верхнем конце бурильной колонны. Бурильная колонна 12 подвешена на крюке 18, прикрепленном к талевому блоку (также не показан) через ведущую трубу 17 и вертлюг 19, которые допускают вращение бурильной колонны относительно крюка.The drill string 12 is located inside the borehole 11 and includes a drill bit 15 at its lower end. The drill string 12 is rotated using a rotary table 16, driven by means (not shown), which engages with the lead pipe 17 at the upper end of the drill string. The drill string 12 is suspended on a hook 18 attached to a tackle block (also not shown) through a lead pipe 17 and a swivel 19, which allow rotation of the drill string relative to the hook.
Буровой флюид или раствор 26 хранится в резервуаре 27, сформированном на буровой площадке. Насос 29 подает буровой флюид 26 во внутреннюю часть бурильной колонны 12 через порт в вертлюге 19, заставляя буровой флюид течь в направлении вниз через бурильную колонну 12, как показано стрелкой 9. Буровой флюид выходит из бурильной колонны 12 через порты в бурильном долоте 15 и затем проходит вверх через область между внешней стороной бурильной колонны и стенкой скважины, называемый затрубным пространством, как показано стрелками 32. При этом буровой флюид смазывает бурильное долото 15 и переносит осколки формации вверх на поверхность в процессе его возвращении в резервуар 27 для очистки.Drilling fluid or mud 26 is stored in a reservoir 27 formed at the drilling site. Pump 29 delivers drilling fluid 26 to the interior of drill string 12 through a port in swivel 19, causing the drilling fluid to flow downward through drill string 12, as indicated by arrow 9. The drilling fluid exits drill string 12 through the ports in drill bit 15 and then passes up through the area between the outside of the drill string and the borehole wall, called the annulus, as shown by arrows 32. In this case, the drilling fluid lubricates the drill bit 15 and transfers the fragments of the formation up to the surface in the process e his return to the reservoir 27 for cleaning.
Бурильная колонна 12 дополнительно включает в себя систему низа бурильной колонны (СНБК), в целом обозначаемую 34, расположенную около бурильного долота 15 (другими словами, в пределах нескольких длин воротников бура от бурильного долота). Система низа бурильной колонны включает в себя средства для измерения обработки и сохранения информации, а также связи с поверхностью. Система 34 низа бурильной колонны, таким образом, включает в себя помимо других элементов устройство 36 измерения и локальной связи (устройство связи) для определения и передачи удельного сопротивления формации Р, окружающей скважину 11. Устройство 36 связи, также известное как устройство каротажа удельного сопротивления, включает в себя первую пару передающих/приемных антенн Прд, Прм, а также вторую пару передающих/приемных антенн Прд', Прм'. Вторая пара антенн Прд', Прм' является симметричной относительно первой пары антенн Прд, Прм, как описано ниже. Прибор 36 каротажа удельного сопротивления дополнительно включает в себя контроллер для управления сбором данных, как это известно, в данной области техники.Drill string 12 further includes a bottom hole system (BSC), generally designated 34, located near drill bit 15 (in other words, within a few drill collar lengths from the drill bit). The bottom hole system includes means for measuring the processing and storage of information, as well as communication with the surface. The bottom hole system 34 thus includes, in addition to other elements, a measurement and local communication device 36 (communication device) for detecting and transmitting the resistivity of the formation P surrounding the well 11. The communication device 36, also known as the resistivity logging device, includes the first pair of transmitting / receiving antennas Prd, Prm, as well as the second pair of transmitting / receiving antennas Prd ', Prm'. The second pair of antennas Prd, Prm is symmetrical with respect to the first pair of antennas Prd, Prm, as described below. The resistivity logging tool 36 further includes a controller for controlling data collection, as is known in the art.
СНБК 34 дополнительно включает в себя инструменты, размещенные внутри воротников 38, 39 бура для осуществления различных других измерительных функций, таких как измерение естественной радиации, плотности (при помощи гамма или нейтронного излучения) и поровое давление формации Р. По меньшей мере несколько из воротников бура снабжены стабилизаторами 37, что хорошо известно в данной области техники.SNSC 34 additionally includes tools located inside the collars 38, 39 of the drill for performing various other measuring functions, such as measuring natural radiation, density (using gamma or neutron radiation) and the pore pressure of the formation R. At least several of the collars of the drill equipped with stabilizers 37, which is well known in the art.
Блок 40 связи с поверхностью/локальной связи также включен в СНБК 34 непосредственно над воротником 39 бура. Блок 40 включает в себя тороидальную антенну 42, используемую для локальной связи с устройством 36 каротажа удельного сопротивления (хотя для улучшения могут быть использованы другие средства локальной связи), и известный тип акустической телеметрической системы, осуществляющей связь с аналогичной системой (не показана) на поверхности земли посредством сигналов, переносимых в буровом флюиде или растворе. Таким образом, телеметрическая система в блоке 40 включает в себя акустический передатчик, генерирующий акустический сигнал в буровом флюиде (иначе называемый гидроимпульсным), который представляет параметры, измеренные в забое скважины.A surface / local communication unit 40 is also included in the SNSC 34 immediately above the drill collar 39. Block 40 includes a toroidal antenna 42 used for local communication with resistivity logging device 36 (although other local communication tools may be used to improve), and a known type of acoustic telemetry system that communicates with a similar system (not shown) on the surface earth through signals carried in a drilling fluid or fluid. Thus, the telemetry system in block 40 includes an acoustic transmitter generating an acoustic signal in the drilling fluid (otherwise referred to as hydraulic pulse), which represents the parameters measured in the bottom of the well.
Сгенерированный акустический сигнал принимается на поверхности преобразователей, обозначаемых ссылочной позицией 31. Преобразователи, например пьезоэлектрические преобразователи, преобразуют принятые акустические сигналы в электрические сигналы. Выход преобразователей 31 соединен с приемной подсистемой 90, расположенной у устья скважины, которая демодулирует переданные сигналы. Выход приемной подсистемы 90 соединен с процессором 85 компьютера и записывающим устройством 45. Процессор 85 может использоваться для определения профиля удельного сопротивления форма- 9 006075 ции (помимо прочего) в режиме реального времени в процессе каротажа или впоследствии, извлекая записанные данные из записывающего устройства 45. Процессор компьютера связан с монитором 92, использующим графический интерфейс пользователя (ГИП), через который параметры, измеренные в забое скважины и конкретные результаты, полученные из них (например, профили удельного сопротивления) представляются пользователю в графическом виде.The generated acoustic signal is received on the surface of the transducers, denoted by reference numeral 31. Transducers, such as piezoelectric transducers, convert the received acoustic signals into electrical signals. The output of the transducers 31 is connected to the receiving subsystem 90 located at the wellhead, which demodulates the transmitted signals. The output of the receiving subsystem 90 is connected to the computer processor 85 and the recording device 45. The processor 85 can be used to determine the profile of the formation resistivity (among other things) in real time during logging or subsequently by extracting recorded data from the recording device 45. The computer processor is connected to a monitor 92 using a graphical user interface (GUI), through which the parameters measured in the bottom of the well and the specific results obtained from them (for example, pros resistivity) are presented to the user in graphical form.
Передающая система 95, расположенная около устья скважины, также предусмотрена для приема входных команд от пользователя (например, через ГИП монитора 92), и выполнена с возможностью выборочного прерывания насоса 29 способом, который позволяет обнаруживать это преобразователями 99 в блоке 40. Таким способом организуется двусторонняя связь между блоком 40 и оборудованием, расположенным около устья скважины. Подходящий блок 40 более подробно описан в патентах США №№ 5235285 и 5517464, права на которые принадлежат патентообладателю настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники будет очевидно, что для связи с поверхностью могут использоваться другие акустические способы, а также другие средства телеметрии (например, электромеханические, электромагнитные).The transmitting system 95, located near the wellhead, is also provided for receiving input commands from the user (for example, via the GUI of the monitor 92), and is configured to selectively interrupt the pump 29 in a way that can be detected by the transducers 99 in block 40. In this way, a two-way communication between block 40 and equipment located near the wellhead. A suitable block 40 is described in more detail in US patent No. 5235285 and 5517464, the rights to which belong to the patent holder of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other acoustic methods can be used to communicate with the surface, as well as other telemetry tools (e.g., electromechanical, electromagnetic).
Для формирования измерений, чувствительных к направлению, используют два типа катушечных антенн. Для одного из типов чувствительность по направлению достигается либо посредством смещения антенны, например от центра продольной оси каротажного инструмента, либо посредством частичного экранирования. Направленные измерения также могут производиться при помощи, по меньшей мере, одной антенны, расположенной таким образом, что ее магнитный дипольный момент не является выровненным относительно продольной оси инструмента, несущего антенну. Настоящее изобретение относится ко второму типу антенн, чувствительных к направлению.Two types of coil antennas are used to form direction-sensitive measurements. For one of the types, directional sensitivity is achieved either by displacing the antenna, for example from the center of the longitudinal axis of the logging tool, or by partial shielding. Directional measurements can also be carried out using at least one antenna located so that its magnetic dipole moment is not aligned with the longitudinal axis of the instrument carrying the antenna. The present invention relates to a second type of direction-sensitive antennas.
На фиг. 4 схематически показано основное устройство 36 каротажа удельного сопротивления для направленного измерения с помощью электромагнитных (ЭМ) волн. Устройство включает в себя передающую антенну Прд, которая излучает ЭМ волны определенной частоты Г, и приемную антенну Прм, которая находится на некотором расстоянии Ь в стороне. Также показана симметричная пара (Прд', Прм') согласно публикации в заявке на патент США № 2003/0085707 (МшегЬо и др.), права на который принадлежат патентообладателю настоящего изобретения. Для ясности и простоты нижеследующее обсуждение ограничено передающей антенной Прд и приемной антенной Прм, хотя, в общем случае, оно применимо к симметричной паре антенн Прд' и Прм'. Необходимо отметить, что, хотя наклонные дипольные моменты двух симметризованных пар показаны расположенными в одной плоскости на фиг. 4, это в настоящем изобретении не является обязательным. Как ясно из последующего обсуждения, сигналы от двух пар, имеющих дипольные моменты в различных плоскостях могут быть суммированы для получения эквивалентных результатов в случае, если в операции симметризации используются выделенные коэффициенты или фазовый сдвиг по направлению, или ослабление.In FIG. 4 schematically shows the main resistivity logging device 36 for directional measurement using electromagnetic (EM) waves. The device includes a transmitting antenna Prd, which emits EM waves of a certain frequency Г, and a receiving antenna Prm, which is at some distance b to the side. Also shown is a symmetric pair (Prd ', Prm') according to the publication in the application for US patent No. 2003/0085707 (McLoe and others), the rights to which belong to the patent holder of the present invention. For clarity and simplicity, the following discussion is limited to the transmitting antenna Prd and the receiving antenna Prm, although, in the general case, it is applicable to a symmetrical pair of antennas Prd 'and Prm'. It should be noted that, although the inclined dipole moments of two symmetrized pairs are shown to be located in the same plane in FIG. 4, this is not required in the present invention. As is clear from the discussion that follows, the signals from two pairs having dipole moments in different planes can be summed to obtain equivalent results if the selected coefficients or phase shift in direction or attenuation are used in the symmetry operation.
При работе приемная антенна Прм регистрирует напряжение в Укт, индуцированное ЭМ волной от передающей антенны Прд и ее вторичными токами, вызванными в формации, через которую проходит скважина, содержащая устройство 36, каротажа удельного сопротивления. Обе антенны Прд и Прм фиксированы на устройстве 36, каротажа удельного сопротивления и, следовательно, физически вращаются вместе с устройством. Это является отличием от альтернативного приложения настоящего изобретения с каротажным кабелем, в котором виртуальные антенны вращаются при помощи программных средств (т.е. измеренные сигналы напряжения вращаются вокруг оси каротажного инструмента в плоскость, которая перпендикулярна исследуемой границе, используя матрицу вращения в соответствующую определенному азимуту границы).In operation, the receiving antenna Prm registers the voltage in U ct induced by the EM wave from the transmitting antenna Prd and its secondary currents induced in the formation through which the well containing the device 36 passes resistivity logging. Both antennas Prd and Prm are fixed on the device 36, the resistivity logging and, therefore, physically rotate with the device. This is in contrast to an alternative well logging application of the present invention in which virtual antennas rotate using software tools (i.e., the measured voltage signals rotate around the axis of the logging tool into a plane that is perpendicular to the boundary under study using a rotation matrix corresponding to a certain boundary azimuth )
Устройство 36 каротажа удельного сопротивления снабжено датчиком передней стороны внутри одного из воротников 38, 39 бура для непрерывного указания азимутальной ориентации устройства каротажа удельного сопротивления, и контроллером для управления первой и второй парами приемных и передающих антенн так, чтобы выборочно передавать электромагнитную энергию в формацию и измерять сигналы напряжения, связанные с переданной электромагнитной энергией, как функцию азимутальной ориентации каротажного инструмента. Датчик передней стороны устройства каротажа использует одно из следующих: магнетометры для указания азимутальной ориентации устройства каротажа относительно магнитного севера Земли; гравитационные датчики для указания азимутальной ориентации устройства каротажа относительно вектора гравитации Земли; или другие подходящие средства, известные в данной области техники. Можно исходить из того, что ориентация антенн формирует углы 0т для передающей антенны Прд и θκ для приемной антенны Прм. Азимутальные изменения связанного напряжения при вращении инструмента могут быть выражены в терминах связи декартовых компонентов магнитных дипольных моментов в идееThe resistivity logging device 36 is provided with a front-side sensor inside one of the drill collars 38, 39 for continuously indicating the azimuthal orientation of the resistivity logging device, and a controller for controlling the first and second pairs of receiving and transmitting antennas so as to selectively transmit electromagnetic energy to the formation and measure voltage signals associated with transmitted electromagnetic energy as a function of the azimuthal orientation of the logging tool. The front of the logging device uses one of the following: magnetometers to indicate the azimuthal orientation of the logging device relative to the magnetic north of the Earth; gravity sensors to indicate the azimuthal orientation of the logging device relative to the Earth's gravity vector; or other suitable means known in the art. It can be assumed that the antenna orientation forms angles of 0 t for the transmitting antenna Prd and θ κ for the receiving antenna Prm. The azimuthal changes in the associated voltage during rotation of the tool can be expressed in terms of the relationship of the Cartesian components of the magnetic dipole moments in the idea
- 10 006075- 10 006075
РлДЛ-Р'» +|(ЕЯ + ^)5111^(71¾] +{1'с зтθτ соз₽я + Кп со$^1пвл]соз^+[И ϊίηθτ ¢03¾ + αχθτ зтдЦзтψ я|(Ех+^)яп^51п₽я]яп2^+[|(Г„ -Κ„,)3Ϊη^.βίηβΛ]<»52^ = С0(бг,в([)+С1(.(^.,в(1)соз^+С|1(^.,бл)зт^4€,1С(^,^)со52(<+Сг1(^.,^)зт2^ (1.1) где набор комплексных коэффициентов Со, Сю, Сю, С2с, С23 определен для представления амплитуд различных компонентов, измеряемого отклика формации. Соответственно комплексные коэффициенты определяются как <ζ(^·Λ)·ίΕ=<»»^α>80Λ +|(ГЛ +^)3111^5171¾] ^(¾ .¾) = [Ц, 5111¾ 003¾ + Г= ¢05^(7)¾] ^(¾.¾) = 510¾ 005¾ + ^¢05¾ 510¾]RlDL-P ' »+ | (E + I ^) 5111 ^ (71¾] + {1' ztθ T soz₽ I + K n with $ ^ 1pv l] + cos [And ϊίηθ τ ¢ 03¾ + αχθ τ ztdTsztψ i | (E x + ^) nn ^ 51n ₽ n ] nn2 ^ + [| (Г „-Κ„,) 3Ϊη ^ .βίηβ Λ ] <»52 ^ = С 0 (б г , в ([ ) + С .. 1 ((^ (1) cos + C |. 1 (^, b l) sin ^ 4 €, 1 C (^, ^) so52 (<+ C r1 (^, ^) sin2 ^. (1.1) where the set of complex coefficients С о , Сю, Сю, С 2 s, С 23 is defined to represent the amplitudes of various components, the measured response of the formation. Accordingly, complex coefficients are defined as <ζ (^ · Λ) · ίΕ = <»» ^ α> 80 Λ + | (Г Л + ^) 3111 ^ 5171¾] ^ (¾ .¾) = [Ц, 5111¾ 003¾ + Г = ¢ 05 ^ (7) ¾] ^ (¾.¾) = 510¾ 005¾ + ^ ¢ 05¾ 510¾]
-^)510¾^¾] ^,(¾.¾). [1(Г„ +^)31.1¾ 310¾] (1.2)- ^) 510¾ ^ ¾] ^, (¾.¾). [1 (Г „+ ^) 31.1¾ 310¾] (1.2)
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения установлено, что данные коэффициенты представляют собой функции удельного сопротивления формации, отклонения ствола скважины и азимутального угла в месте расположения инструмента. При операции симметризации, т.е. (θτ<=>θΕ), выражение (1.1) упрощается доAccording to one aspect of the present invention, it has been found that these coefficients are functions of the formation resistivity, wellbore deviation, and azimuth angle at the tool location. In the operation of symmetrization, i.e. (θ τ <=> θ Ε ), expression (1.1) is simplified to
Ш =W =
2[ИП -Ги]зт(0г -^)«»^ + 2[Ия - КД 3111(¾ -0Λ)8ίη«ί = Ск(вг,0л)СОЗ^ +0,,(¾.^Д)5Ш(Й (1.3)2 [And P- T and ] zt (0 g - ^) "" ^ + 2 [And I - KD 3111 (¾ -0 Λ ) 8ίη "ί = С к (in g , 0 l ) SOP ^ +0, , (¾. ^ D) 5SH (Q (1.3)
Все гармоники (С2с, С23) второго порядка исчезают после вычитания, поскольку они являются симметричными относительно замены углов наклона передатчика и приемника. Таким образом, симметризация упрощает азимутальное изменение антисимметричных сигналов.All second-order harmonics (C 2 s, C 23 ) disappear after subtraction, since they are symmetric with respect to replacing the tilt angles of the transmitter and receiver. Thus, symmetrization simplifies the azimuthal variation of antisymmetric signals.
На этом этапе точка отсчета азимутального угла является произвольной. Для плоской геометрии, если мы выбираем точку отсчета угла ф как направление проекции вектора нормали к плоскости слоистости на плоскость инструмента, получаем νγζ = νζγ = 0 по условию симметричности и К(¢) будет иметь чистую зависимость типа сокф. Однако определив какой-либо отсчет, ориентация слоистости может быть вычислена как ] = 1ап’[At this stage, the reference point of the azimuthal angle is arbitrary. For plane geometry, if we choose the reference point of the angle φ as the direction of the projection of the normal vector to the layering plane on the plane of the tool, we obtain ν γζ = ν ζγ = 0 by the symmetry condition and K (¢) will have a pure dependence like soff. However, having determined any reference, the layering orientation can be calculated as] = 1ap '[
(1.4)(1.4)
При повороте фъе<ь представляет собой нормаль к слоистости и, следовательно, кда составляет в точности [νγζ-νζγ] без учета мультипликативной константы 2δίη(θτ-θκ).When turning, fi e <b is the normal to layering and, therefore, qda is exactly [ν γζ -ν ζγ ] without taking into account the multiplicative constant 2δίη (θ τ -θ κ ).
После определения напряжения на каждой приемной катушке, связанного с передающими катушками, может быть определено полное измерение: путем сложения напряжений в случае индукционного инструмента или путем нахождения комплексного отношения напряжений в случае электромагнитного волнового инструмента. Например, для устройства электромагнитного волнового каротажа согласно фиг. 4, абсолютное значение напряжения в каждом приемнике может быть получено как квадратный корень из суммы квадратов действительной и мнимой частей комплексного напряжения (уравнения 1.1), и отношение абсолютных значений дает ослабление, из которого может быть получено удельное сопротивление Кай, определяемое ослаблением (удельное сопротивление формации на относительно большой глубине исследования вокруг приемников). Фаза для каждого приемника получается как арктангенс отношения мнимой и действительной частей комплексного напряжения, а фазовый сдвиг представляет собой разность фаз в двух приемниках. После этого может быть получено удельное сопротивление Кр8, определяемое фазовым сдвигом (удельное сопротивление формации на относительно малой глубине исследования вокруг приемников).After determining the voltage at each receiving coil associated with the transmitting coils, a complete measurement can be determined: by adding the voltages in the case of an induction tool or by finding the complex voltage ratio in the case of an electromagnetic wave tool. For example, for the electromagnetic wave logging device of FIG. 4, the absolute value of the voltage in each receiver can be obtained as the square root of the sum of the squares of the real and imaginary parts of the complex voltage (equation 1.1), and the ratio of the absolute values gives the attenuation from which the resistivity K ai determined by attenuation (resistivity) can be obtained formations at a relatively large depth of study around the receivers). The phase for each receiver is obtained as the arctangent of the ratio of the imaginary and real parts of the complex voltage, and the phase shift is the phase difference in the two receivers. After this, the resistivity K p8 determined by the phase shift (resistivity of the formation at a relatively shallow depth of study around the receivers) can be obtained.
Для измерений электромагнитного волнового способа получают разность логарифмов напряжений (или отношение) двух измерений. Следуя указаниям МшегЬо и др., мы берем амплитуду азимутального отклика, т.е. разницу в фазовом сдвиге и ослаблении измерения, на углах ф и (ф+180), оцениваемая для максимума отклика по напряжению. Из уравнений (1.1-2) это приводит к приближениюFor measurements of the electromagnetic wave method, the voltage logarithm difference (or ratio) of two measurements is obtained. Following the instructions of McLoe et al., We take the amplitude of the azimuthal response, i.e. the difference in the phase shift and attenuation of the measurement, at the angles f and (f + 180), estimated for the maximum voltage response. From equations (1.1-2), this leads to the approximation
-11 006075 _ с„<^г, ) 4Г1С (¾ ,¾ ) соя4 +С1; (¾ , ) 81П 4 ^(¾ ,¾ ) соя 24 +СЬ (¾ ,¾ ) 81П 24 'У у (180 + 4) Се(йг .0, ) -Ск(^ .¾) ооз 4 -Си (θτ, (9Л ) 5Ш 4 +С2. (6»г ,¾) соз 24 4СЬ {θτ ,в„ )зт 24 ζίι 2-11 006075 _ s „<^ r ,) 4Г 1С (¾, ¾) soya4 + С 1; (¾,) 81П 4 ^ (¾, ¾) soy 24 + С b (¾, ¾) 81П 24 'у у (180 + 4) С е (иг .0,) -С к (^ .¾) ооз 4 -C and (θ τ , (9 L ) 5SH 4 + C 2. (6 " r , ¾) cos 24 4C b {θ τ , in„) rt 24 ζίι 2
С» (¾, 6ц) ) си 24 +С2/ (6Т ,6Я ) 5ΪΠ 24 [И 31П ¢-003^-+ Г СО50-3ί»θ„ ] 005 4 + {К 51П 6- СОЗ 6* + И созР_5ίη^_15ίη 4 ΛΖ * К Π ί .К $Σ I К Ту ί Λ ” ι + 2 - - ('а ст^Гсо1>еА + 2ίΚχχ + ^УУ 15'П&Тяп&Я + 2[[ί2» + Ά'1 δίΠ5ίη+ 2 [% Ууу 1з'пθΤίία&Κ 008 (1.5)C ”(¾, 6c)) Cu 24 + C 2 / (6 T , 6 H ) 5ΪΠ 24 [And 31P П -003 ^ - + Г СО50-3ί» θ „] 005 4 + {K 51P 6- POP 6 * + And soR_5ίη ^ _15ίη 4 ΛΖ * K Π ί .K $ Σ I K Tu ί Λ ” ι + 2 - - ( a st ^ G co1> e A + 2 ίΚ χχ + ^ VU 15 ' P & T n & I + 2 [[ί 2 »+ Ά '1 δίΠ5ίη + 2 [% V yy 1h' pθ Τ ίία & Κ 008 (1.5)
Максимум |У| достигается при φ=0, если х выбран как направление, совпадающее с нормалью слоистости. При оценке при угле φ=0 уравнение (1.5) дает ГЯТ(0) д! + 2 0,(^,^)^(¾.¾)Maximum | Y | is achieved at φ = 0 if x is chosen as the direction coinciding with the layering normal. When evaluating at an angle φ = 0, equation (1.5) gives Я JT (0) q ! + 2 0, (^, ^) ^ (¾.¾)
ГЛГ(180) 0(^,^)^(¾.¾) [К 5щ£-СО8#п+И СОЗ^-Т/мб'п] ., д , 2 χζ Т Я ζχ Т д ~ V СОЗ СОЗ 6* +7 βϊηβ-ίίη^οГ ЛГ (180) 0 (^, ^) ^ (¾.¾) [К 5ш £ -СО8 # п + и СОЗ ^ -Т / мб'п]., D, 2 χζ Т Я ζχ Т д ~ V СОЗ POPs 6 * +7 βϊηβ-ίίη ^ ο
ΖΖ л К XX 2 л (1.6)ΖΖ l K XX 2 l (1.6)
Однако это все еще не является чистым откликом типа χζ-ζχ, который требуется, т.е. который является нечувствительным к анизотропии слоистости и углу падения.However, this is still not a pure χζ-ζχ type response, which is required, i.e. which is insensitive to layering anisotropy and angle of incidence.
Настоящее изобретение относится к направленным измерениям, которые являются нечувствительными к анизотропии формации в широких пределах углов падения и в широких пределах частот. Теперь после процедуры симметризации (θτ<=>θκ) по МшетЬо и др. мы имеемThe present invention relates to directional measurements that are insensitive to formation anisotropy over a wide range of incidence angles and over a wide frequency range. Now, after the symmetrization procedure (θ τ <=> θ κ ) according to Mscheto et al.
МОЛА) Глг(180ЛЛ) аχ + 2 [Гд-Гд]зт(6>-6Ь)MOL) G lg (180LL) ax + 2 [G d -G d ] 3g (6> -6b)
7^(180,0^,¾) 7^.(0,¾.¾) 7^.0050^,0080^ +7^81110^51110^ (1.7) .7 ^ (180,0 ^, ¾) 7 ^. (0, ¾.¾) 7 ^ .0050 ^, 0080 ^ + 7 ^ 81 110 ^ 51110 ^ (1.7).
Опять это является близким к ответу индукционного типа, хотя знаменатель все еще содержит некоторые компоненты, не имеющие простой зависимости от [χζ-ζχ]. Это доказывает, что процедура симметризации для измерения электромагнитного волнового способа может давать отклики, подобные таковым для симметризованных измерений индукционного способа, но не являющихся чистыми. Также является верным, что измерения электромагнитного волнового способа, могут быть осуществлены при двух произвольных ориентациях для азимутального ответа.Again, this is close to an induction-type answer, although the denominator still contains some components that do not have a simple dependence on [χζ-ζχ]. This proves that the symmetrization procedure for measuring the electromagnetic wave method can give responses similar to those for the symmetrized measurements of the induction method, but which are not clean. It is also true that measurements of the electromagnetic wave method can be carried out with two arbitrary orientations for an azimuthal response.
Таким образом, ориентация слоистости определяется путем изучения азимутальной зависимости отклика устройства каротажа. Один из способов извлечения различных компонентов (т.е. коэффициентов) азимутального отклика описан в заявке на патент США, Ь1 и др., озаглавленной Э|гес1юпа1 Е1ес1гошадиебс \Уауе Ке515ЙУЙу Лррата1и8 апб Ме11юб. поданной 21 апреля 2004 г., серийный № 10/709212, в котором измеренные азимутальные изменения сигнала аппроксимируются аппроксимирующими функциями. В частности азимутальный отклик аппроксимируется согласно извлеченным релевантным термам 51и и сок направленных измерений, что выполняется итеративно. Такой алгоритм аппроксимации выполняется цифровым сигнальным процессором при помощи целочисленного алгоритма так, что он является достаточно быстрым для выполнения для всех каналов в пределах периода дискретизации 4 мс. Точное использование информации об азимутальном угле и рандомизация входных последовательностей делает алгоритм устойчивым к нерегулярным вращениям инструмента, а также к скачкообразному движению при тяжелых условиях бурения. В этом случае все данные используются для получения верхнего/нижнего сигнала вместо данных только на двух площадках, тем самым улучшая отношение сигнал/шум измерения. Использование точных азимутальных узлов также делает определяемые ориентации слоистости более точными.Thus, the layering orientation is determined by studying the azimuthal dependence of the response of the logging device. One method for extracting various azimuthal response components (i.e., coefficients) is described in U.S. Patent Application, L1, et al. filed April 21, 2004, serial number 10/709212, in which the measured azimuthal changes in the signal are approximated by approximating functions. In particular, the azimuthal response is approximated according to the extracted relevant terms 51i and the juice of the directional measurements, which is performed iteratively. Such an approximation algorithm is performed by a digital signal processor using an integer algorithm so that it is fast enough to execute for all channels within a sampling period of 4 ms. The accurate use of azimuth angle information and the randomization of input sequences makes the algorithm resistant to irregular tool rotations, as well as to spasmodic movement under severe drilling conditions. In this case, all the data is used to obtain the upper / lower signal instead of data on only two sites, thereby improving the signal-to-noise ratio of the measurement. The use of precise azimuthal nodes also makes the determined layering orientations more accurate.
Подробный алгоритм может быть описан следующим образом.A detailed algorithm can be described as follows.
Реализация с плавающей точкой: начиная с начального значения матрицы Р0 и вектора и0, затем переходят к алгоритму, описанному ниже с измерением у(φ,) и базисом г = (1 сокф, κίηφ, сок2ф, §ίη2φ1)τ, где Р является матрицей размерности МхМ, а и и г являются векторами размерности М. М является размерностью базисной функции. После Ν-ой итерации и преобразуется в значение, которое представляет коэффициенты выражения. Этот алгоритм является стабильным, и сходимость обычно достигается через 10-15 итераций.Floating-point implementation: starting from the initial value of the matrix P 0 and the vector and 0 , then we pass to the algorithm described below with the measurement y (φ,) and the basis r = (1 soff, κίηφ, sok2f, §ίη2φ 1 ) τ , where P is a matrix of dimension MxM, and u and r are vectors of dimension M. M is the dimension of the basis function. After the Ν-th iteration, it is converted to a value that represents the coefficients of the expression. This algorithm is stable, and convergence is usually achieved after 10-15 iterations.
Подробный алгоритм приведен ниже.A detailed algorithm is given below.
- 12 006075- 12 006075
Р,<-Р-.~ тШаНге Ро ат! и0; Уог т = 1 ίο Матр1ехP, <- P-. ~ TShaNge P o at! and 0 ; Wag t = 1 ίο Matr.
Ря-1 ' Гл,-1 ' Г»-1 * Рп-1Ry-1 ' G l, -1' G "-1 * RP-1
1+А|-1 ’Л>_|1 + A | -1 ’L> _ |
с. +-ит_, -Р„ ·/;., .(у,., -Ζ7Γ1 -<.Л „-ΐ г.from. + -and m _, -P „· /;.,. (y,., -Ζ7Γ1 - <. Л„ -ΐ g .
пен т; ге(ит(1Г)‘, где N 5ашр1с5 является общим количеством выборок, принимаемых за один цикл,pen t; ge (um (1G) ‘, where N 5ashr1s5 is the total number of samples taken per cycle,
М является размерностью вектора аппроксимирующих функций (количество аппроксимирующих функций), и является вектором аппроксимирующих коэффициентов размерности М,M is the dimension of the vector of approximating functions (the number of approximating functions), and is the vector of approximating coefficients of dimension M,
В является вектором значений аппроксимирующих функций в каждом положении измерения размера М иIn is a vector of values of the approximating functions in each position of the measurement of size M and
Р является матрицей размерности МхМ.P is a matrix of dimension MXM.
Во многих случаях реализация с плавающей точкой может быть слишком затратной для выполнения на доступных в настоящее время ЦПУ, размещаемых в забое скважины, при этом могут иметь место сотни каналов для аппроксимации, и ввод данных для каждого азимутального угла должен быть довольно коротким (мс) для того, чтобы угол был точным при более высокой скорости вращения. В такой ситуации может применяться целочисленная реализация с некоторыми модификациями для улучшения точности (например, использование 32 битов при умножении), выполняя изменение масштаба для предотвращения переполнения и для ускорения преобразования. Значения базисной функции также могут быть предварительно сгенерированы и сохранены в памяти так, что они позже могут быть интерполированы для получения значения для истинного угла ф1.In many cases, a floating point implementation may be too costly to run on currently available CPUs located in the bottom of the well, and there may be hundreds of channels for approximation, and the data input for each azimuth angle should be quite short (ms) for so that the angle is accurate at a higher rotation speed. In such a situation, an integer implementation with some modifications may be used to improve accuracy (for example, using 32 bits when multiplying) by zooming to prevent overflow and to speed up the conversion. The values of the basis function can also be pre-generated and stored in memory so that they can later be interpolated to obtain values for the true angle φ 1 .
Поскольку при способе аппроксимации извлекаются только релевантные сигналы, требуется сохранять только используемые коэффициенты. Таким образом, в этом случае требуется сохранять только 5 коэффициентов, по сравнению с 32-мя в случае, если необходимо сгруппировать все данные, используя пример с 32 площадками. Специалистам в данной области техники будут очевидны преимущества способа настоящего изобретения, который включает в себя точность извлекаемых сигналов и конкретное улучшение точности азимутального угла.Since the approximation method extracts only the relevant signals, only the coefficients used need to be stored. Thus, in this case, it is required to save only 5 coefficients, compared to 32 if it is necessary to group all the data using the example with 32 sites. Specialists in the art will appreciate the advantages of the method of the present invention, which includes the accuracy of the extracted signals and a specific improvement in the accuracy of the azimuthal angle.
Из данных коэффициентов аппроксимации может быть определен азимутальный угол (простирание) границы слоистости.From these approximation coefficients, the azimuthal angle (strike) of the layering boundary can be determined.
Фиг. 5 является схематическим представлением устройства 36' каротажа для направленного измерения, имеющего ось ВА и расположенного в сегменте 11 скважины, который лежит внутри одного пласта В2 формации. Пласт В2 отделен от вышележащего пласта В1 границей Р1, и отделен от нижележащего пласта В3 границей Р2. доказано, что в такой конфигурации симметризованные направленные измерения, полученные от связок Прд1-Прм1 и Прд2-Прм2 (согласно МшегЬо и др.) являются нечувствительными к падению α и анизотропии.FIG. 5 is a schematic representation of a directional logging device 36 ′ having an axis BA and located in a well segment 11 that lies within one formation formation B 2 . Stratum B 2 is separated from the overlying stratum B 1 by the boundary P 1 , and is separated from the underlying stratum B3 by the boundary P2. proved that in such a configuration symmetrized directional measurements obtained from the ligament 1 -Prm Tx 1 and Tx 2 -Prm 2 (according to Miller et al.) are insensitive to α anisotropy and dip.
Однако на фиг. 6 показана конфигурация, где такие направленные измерения являются исключительно чувствительными к падению. Таким образом, фиг. 6 является схематическим представлением устройства 36 каротажа для направленного измерения, имеющего ось ВА и расположенного в сегменте 11' скважины, пересекающего границу Р1 пласта. Скважина 11' проходит через два пласта В1, В2 формации, и устройство каротажа сконфигурировано (и расположено) таким образом, что передатчик Прд! и приемник Прм2 расположены на противоположных сторонах границы Р1. При таком расположении симметризованные направленные измерения, полученные инструментом 36, являются практически постоянными и пропорциональными падению для данного профиля удельного сопротивления.However, in FIG. Figure 6 shows a configuration where such directional measurements are extremely sensitive to falling. Thus, FIG. 6 is a schematic representation of a directional measurement tool 36 having an axis BA and located in a well segment 11 ′ intersecting a formation boundary P 1 . Well 11 'passes through two formations B 1 , B 2 of the formation, and the logging device is configured (and located) so that the transmitter Prd! and the receiver Prm 2 are located on opposite sides of the border P 1 . With this arrangement, the symmetrized directional measurements obtained by tool 36 are practically constant and proportional to the drop for a given resistivity profile.
Фиг. 7 представляет собой диаграмму удельного сопротивления, описывающую ось ВА сегмента скважины, пересекающую одну границу Р1 формации, которая разделяет два смежных пласта Вь В2 формации. В этом примере смежные пласты формации показывают переходное удельного сопротивление 21/1 Ом-м через границу Р1 и падение α = 5°.FIG. 7 is a resistivity diagram describing the axis BA of a well segment intersecting one boundary P 1 of a formation that separates two adjacent formations B b B 2 of the formation. In this example, adjacent formations of the formation show a transition resistivity of 21/1 Ohm-m across the boundary of P 1 and a drop of α = 5 °.
На фиг. 8А-8С показаны диаграммы, представляющие отклики формации на электромагнитную энергию, передаваемую устройством каротажа, ориентированного согласно фиг. 7, с антеннами устройства каротажа, находящимися по разные стороны границы Р1 (аналогично фиг. 6). Таким образом, фиг. 8А описывает определяемый известным способом профиль удельного сопротивления через пласты В!, В2. Фиг. 8В, 8С описывают ослабление и фазовый сдвиг, соответственно полученные из симметризованных направленных измерений с антеннами, расположенными через границу формации (как на фиг. 7). Соответственно, части кривых диаграмм на фиг. 8В и 8С, которые являются практически постоянными (т.е. практически плоские нижние сегменты) представляют измерения, выполненные при расположении антенн на противоположных сторонах границы Р1.In FIG. 8A-8C are diagrams showing formation responses to electromagnetic energy transmitted by a logging device oriented according to FIG. 7, with the logging device antennas located on opposite sides of the border P 1 (similar to FIG. 6). Thus, FIG. 8A describes a resistivity profile determined in a known manner through formations B !, B 2 . FIG. 8B, 8C describe attenuation and phase shift, respectively obtained from symmetrized directional measurements with antennas located across the formation boundary (as in FIG. 7). Accordingly, parts of the curve diagrams in FIG. 8B and 8C, which are substantially constant (i.e., substantially flat lower segments), represent measurements made when the antennas are located on opposite sides of the P1 boundary.
Было установлено, что симметризованный направленный отклик является нечувствительным к углам падения и анизотропии для больших относительных углов падения (например, >60°) и если, как пе- 13 006075 редатчик, так и преемник расположены на одной стороне границы (см. МтетЬо и др.). Для меньших относительных падений (например, <40°) оказалось, что отклик симметричного направленного измерения (типа χζ-ζχ) является прямо пропорциональным углу относительного падения, в случае если передатчики и приемники находятся на противоположных сторонах границы, как будет описано ниже.It was found that the symmetrized directional response is insensitive to the angles of incidence and anisotropy for large relative angles of incidence (for example,> 60 °) and if both the transmitter and the successor are located on one side of the boundary (see Mt. .). For smaller relative drops (for example, <40 °), it turned out that the response of a symmetric directional measurement (of the χζ-ζχ type) is directly proportional to the angle of relative fall, if the transmitters and receivers are on opposite sides of the boundary, as will be described below.
На фиг. 9 показан отклик направленного сигнала для электромагнитного волнового способа на 100 кГц, приведенный в виде функции положения инструмента согласно истинной вертикальной глубине (ИВГ) при переходе из пласта с 1 Ом-м в пласт с 10 Ом-м. Сигнал постепенно возрастает с увеличением угла относительного падения. При нулевом относительном падении отсутствует изменение сигнала, приходящего от структуры при вращении инструмента вследствие симметрии. Таким образом, сигнал является нулевым. Однако как только относительное падение становится ненулевым, генерируется конечный сигнал. Фактически, как можно видеть из диаграммы, даже при относительном падении 1° сигнал фазового сдвига является слегка превышающим 1°, что является довольно значительным, имея в виду точность измерения, которая может быть достигнута при. помощи существующих электронных средств.In FIG. Figure 9 shows the response of the directional signal for the electromagnetic wave method at 100 kHz, shown as a function of the position of the instrument according to the true vertical depth (IVG) when moving from the formation from 1 Ohm-m to the formation from 10 Ohm-m. The signal gradually increases with an increase in the angle of relative incidence. At zero relative incidence, there is no change in the signal coming from the structure when the tool rotates due to symmetry. Thus, the signal is zero. However, as soon as the relative drop becomes non-zero, a final signal is generated. In fact, as can be seen from the diagram, even with a relative drop of 1 °, the phase shift signal is slightly higher than 1 °, which is quite significant, bearing in mind the measurement accuracy that can be achieved with. help existing electronic tools.
На фиг. 10 показан тот же отклик, что и согласно фиг. 9 для углов относительного падения до 30°, но с сигналами фазового сдвига и ослабления нормализованными по углу относительного падения. Нормализованные кривые сходятся на вершине друг с другом вне зависимости от угла падения. Это особенно верно в середине, когда передатчик и приемник находятся по разные стороны границы пласта. Это означает, что сигнал фазового сдвига и ослабления из симметризованного отклика являются линейно пропорциональными углу падения, и этот коэффициент пропорциональности практически не зависит от положения инструмента, когда Прд и Прм находятся по разные стороны границы. Конечно, фактор линейности зависит от расположения ПрдПрм, частоты измерения и удельного сопротивления двух пластов - главным образом от величины части двух слоев с наибольшей проводимостью.In FIG. 10 shows the same response as in FIG. 9 for relative dip angles up to 30 °, but with phase shift and attenuation signals normalized to the relative dip angle. Normalized curves converge on top of each other regardless of the angle of incidence. This is especially true in the middle when the transmitter and receiver are on opposite sides of the formation boundary. This means that the phase shift and attenuation signal from the symmetrized response are linearly proportional to the angle of incidence, and this proportionality coefficient is practically independent of the position of the instrument when Prd and Prm are on opposite sides of the boundary. Of course, the linearity factor depends on the location of the PrdPrm, the measurement frequency and the resistivity of the two layers - mainly on the magnitude of the part of the two layers with the highest conductivity.
Нормализованные по углу падения отклики направленных измерений для 100 кГц еще раз представлены на фиг. 11, включая углы до 70° в линейном масштабе. Коэффициент масштабирования для фазового сдвига 50° на 2% меньше, а для 70° на 6% меньше, чем для меньших углов фазового сдвига. Ослабление является более чувствительным, показывая изменения 15 и 40% при 50 и 70° соответственно.The response angle normalized by the angle of incidence measurements for 100 kHz are again shown in FIG. 11, including angles up to 70 ° on a linear scale. The scaling factor for a 50 ° phase shift is 2% less, and for 70 ° it is 6% less than for smaller phase shift angles. Attenuation is more sensitive, showing changes of 15 and 40% at 50 and 70 °, respectively.
Важно отметить, что такая простота отклика является непосредственным результатом симметризации. На фиг. 12 показан отклик для отдельных пар ПрдПрмПрм до симметризации в точности при такой же конфигурации, что и согласно фиг. 9. Отклики являются гораздо более сложными. Более не соблюдается линейная связь между измеренными сигналами и падением формации, которую мы ясно видели для симметризованной ПрдПрм конфигурации. Симметризация упрощает отклик инструмента на границу пласта в скважинах с большим углом и делает то же самое для чувствительности по падению. Это явление основывается на физических законах.It is important to note that such simplicity of response is a direct result of symmetrization. In FIG. 12 shows the response for individual pairs of PrdPrpmr before symmetrization in exactly the same configuration as in FIG. 9. The responses are much more complex. The linear relationship between the measured signals and the dip of the formation, which we clearly saw for the symmetrized PrdPrm configuration, is no longer observed. Symmetrization simplifies the response of the tool to the reservoir boundary in wells with a large angle and does the same for dip sensitivity. This phenomenon is based on physical laws.
Фиг. 9-12 иллюстрируют отклик для пар антенн ПрдПрм, физически расположенных в разных местах, хотя расстояние ПрдПрм является фиксированным для двух пар, как требуется для симметризации. На фиг. 13 показан нормализованный отклик для двух совместно расположенных пар ПрдПрм. Это предназначено для осуществления сравнения с фиг. 10. Отклик от совместно расположенных и раздельно расположенных пар ПрдПрм на падение является довольно похожим.FIG. 9-12 illustrate the response for pairs of PrdPrm antennas physically located in different places, although the distance of PrdPrm is fixed for two pairs, as required for symmetrization. In FIG. 13 shows the normalized response for two co-located pairs of PrdPrm. This is intended to make a comparison with FIG. 10. The response from co-located and separately located pairs of PrdPrm to the fall is quite similar.
На фиг. 14 показан эквивалентный отклик индукционного инструмента (χζ-ζχ) симметричных пар на 10 кГц, нормализованный на угол видимого падения. И действительная и мнимая части напряжения приемника могут быть масштабированы как падение с очень хорошей аппроксимацией. Коэффициент пропорциональности является практически постоянным для действительной части напряжения и линейно меняется с расстоянием, когда пара передатчик и приемник расположена по две стороны границы раздела.In FIG. 14 shows the equivalent response of an induction tool (χζ-ζχ) of symmetric pairs at 10 kHz, normalized to the angle of visible incidence. Both the real and imaginary parts of the receiver voltage can be scaled as a drop with a very good approximation. The proportionality coefficient is almost constant for the real part of the voltage and varies linearly with distance when the pair of transmitter and receiver is located on two sides of the interface.
Простая связь симметризованного направленного отклика с относительным падением позволяет точно определить относительное падение и азимут слоистости структуры. Например, при падении=1° сигнал фазового сдвига согласно фиг. 9 составляет около 0,09 Дб и 1,6°. Даже с помощью электронных средств фазовый сдвиг и ослабление могут быть измерены до 0,02° и 0,004Дб соответственно. Это означает, что падение может быть измерено с точностью 0,01-0,03°, если такая точность требуется, и в этом случае должны использоваться очень точные датчики. В качестве сравнения такой уровень точности является на два порядка величины меньше, чем тот, который могут обеспечить известные из уровня техники инструменты изображения скважины. Более реально, принимая во внимание возможные эффекты окружения, является возможным измерить относительное падение с точностью 10% даже при очень малых углах относительного падения.The simple connection of the symmetrized directional response with the relative dip allows you to accurately determine the relative dip and azimuth of the layered structure. For example, when falling = 1 °, the phase shift signal according to FIG. 9 is about 0.09 dB and 1.6 °. Even by electronic means, phase shift and attenuation can be measured up to 0.02 ° and 0.004 dB, respectively. This means that the drop can be measured with an accuracy of 0.01-0.03 °, if such accuracy is required, in which case very accurate sensors must be used. As a comparison, this level of accuracy is two orders of magnitude less than that which the well image tools of the prior art can provide. More realistically, given the possible effects of the environment, it is possible to measure the relative drop with an accuracy of 10% even at very small angles of relative drop.
После определения относительного падения направленный отклик может быть использован для вывода оценки расстояния до границы, если датчики находятся в стороне от границы.After determining the relative fall, the directional response can be used to derive an estimate of the distance to the border if the sensors are away from the border.
Также интересно отметить радикальное отличие между откликом инструмента, когда приемники и передатчики расположены на противоположных сторонах границы, и такового, когда и передатчики и приемники находятся на одной стороне. Наклон откликов, как функция глубины, резко меняется при пересечении. Это изменение может быть использовано для точной идентификации положения границы пласта.It is also interesting to note the radical difference between the response of the instrument when the receivers and transmitters are located on opposite sides of the boundary, and such when both the transmitters and receivers are on the same side. The slope of the responses, as a function of depth, changes dramatically when crossing. This change can be used to accurately identify the position of the formation boundary.
Данный способ применим как к индукционным инструментам на каротажном кабеле, так и элек- 14 006075 тромагнитным волновым инструментам для каротажа в процессе бурения (Ь^Э), независимо от способа перемещения. Для приложений в процессе бурения эта информация может быть получена в реальном времени при помощи отправки измерений к устью скважины и анализа их на поверхности, или при помощи анализа данных в забое скважины сначала и последующей отправки информации о структуре падения на поверхность.This method is applicable both to induction tools on a logging cable, and to electromagnetic wave tools for logging while drilling (L ^ E), regardless of the method of movement. For applications during drilling, this information can be obtained in real time by sending measurements to the wellhead and analyzing them on the surface, or by analyzing data in the bottom of the well first and then sending information about the structure of the fall to the surface.
Специалистам в данной области техники будет очевидно, что хотя отклик зависит от свойств слоистости, таких как удельное сопротивление, он также зависит от размещения приемника-передатчика и частоты.It will be apparent to those skilled in the art that although the response depends on layering properties, such as resistivity, it also depends on the location of the transmitter-receiver and frequency.
Ниже будет описан отдельный аспект настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 15. Проводят направленные измерения в реальном масштабе времени, определяют азимут границы пласта, и формируют направленные измерения (все, как описано выше), используя устройство каротажа, расположенное в скважине в непосредственной близости от одного или более исследуемых пластов (этап 110).A separate aspect of the present invention will be described below with reference to FIG. 15. Perform directional measurements in real time, determine the azimuth of the boundary of the formation, and form directional measurements (all as described above) using a logging device located in the well in the immediate vicinity of one or more of the studied formations (step 110).
Определяют удельные сопротивления формации на каждой стороне идентифицированной границы, используя стандартные измерения удельного сопротивления, индукционные, или электромагнитные волновые (этап 105). Выбранные направленные каналы из введенных направленных сигналов напряжения используют для точного определения угла падения и положения границы. Определенный угол падения может быть проверен, используя различные направленные каналы из введенных направленных сигналов напряжения, используя просмотровую таблицу или при помощи способов инверсии (этап 120). Простая процедура для диаграммы или просмотровой таблицы подготавливаются изначально для определения падения одной границы.The formation resistivity is determined on each side of the identified boundary using standard resistivity, induction, or electromagnetic wave measurements (step 105). Selected directional channels from the input directional voltage signals are used to accurately determine the angle of incidence and the position of the boundary. The determined angle of incidence can be checked using various directional channels from the inputted directional voltage signals, using a lookup table or using inversion methods (step 120). A simple procedure for a chart or look-up table is prepared initially to determine the fall of one border.
Генерируют симметризованный отклик измерения, и этот отклик масштабируют, исходя из известных удельных сопротивлений для прогнозирования угла падения рассматриваемого пласта формации (т.е. границы пласта). Этап масштабирования соответствует (определению) коэффициента масштабирования. Границу рассматриваемого пласта формации, идентифицируют посредством перемещения устройства каротажа внутри скважины, генерации новых направленных измерений и симметризованного отклика, масштабирования симметризованного отклика и наблюдения изменений отклика (этап 120).A symmetric measurement response is generated, and this response is scaled based on known resistivities to predict the angle of incidence of the formation in question (i.e., the boundary of the formation). The scaling step corresponds to (determining) the scaling factor. The boundary of the formation in question is identified by moving the logging device inside the well, generating new directional measurements and a symmetric response, scaling the symmetric response, and observing the response changes (step 120).
В одном из вариантов осуществления этап определения видимого падения осуществляется, используя просмотровую таблицу. В этом случае, способ дополнительно включает в себя этапы определения коэффициента масштабирования для выбранной пары определенных удельных сопротивлений путем вычисления направленного отклика границы на единицу падения, определения относительного падения путем деления сформированного направленного измерения на коэффициент масштабирования и использования просмотровой таблицы для выбранных пар удельных сопротивлений и определения относительного падения и азимута для определения истинного падения. Просмотровая таблица может быть предварительно вычислена для многих пар удельных сопротивлений. Затем из полученных удельных сопротивлений мы по таблице можем легко найти, как много единиц (градусы, Дб или вольты) мы имеем на градус падения. Альтернативой является построение 3-мерной просмотровой таблицы, которая включает в себя падения, и применение простой процедуры для просмотровой таблицы.In one embodiment, the step of determining apparent fall is carried out using a lookup table. In this case, the method further includes the steps of determining the scaling factor for the selected pair of specific resistivities by calculating the directional response of the boundary per unit of incidence, determining the relative incidence by dividing the generated directional measurement by the scaling factor and using the lookup table for the selected resistivity pairs and determining relative fall and azimuth to determine the true fall. A lookup table can be pre-computed for many resistivity pairs. Then, from the obtained resistivities, we can easily find from the table how many units (degrees, dB or volts) we have per degree of drop. An alternative is to build a 3-dimensional look-up table, which includes falls, and apply a simple procedure to the look-up table.
В качестве альтернативы, коэффициент масштабирования определяют из определенного профиля удельного сопротивления при помощи вычисления направленного отклика границы на единицу падения, и определения относительного падения путем деления сформированного направленного измерения на коэффициент масштабирования.Alternatively, the scaling factor is determined from a specific resistivity profile by calculating the directional response of the boundary per unit of incidence, and determining the relative incidence by dividing the generated directional measurement by the scaling factor.
В другом варианте осуществления этап определения относительного падения включает в себя инверсию. Инверсия предпочтительно включает в себя этапы выбора одного или нескольких направленных измерений для использования в инверсии, выбора подходящей модели инверсии, проверки того, что выбранная модель инверсии является совместимой с другой информацией и определения падения и параметров выбранной модели инверсии. Определенные параметры выбранной модели инверсии предпочтительно включают в себя положение границы формации и удельного сопротивления пластов формации с каждой стороны границы.In another embodiment, the step of determining the relative fall includes inversion. The inversion preferably includes the steps of selecting one or more directional measurements for use in the inversion, selecting the appropriate inversion model, verifying that the selected inversion model is compatible with other information, and determining the incidence and parameters of the selected inversion model. Certain parameters of the selected inversion model preferably include the position of the formation boundary and the formation resistivity on each side of the boundary.
Этап (125) выбора или построения модели предпочтительно включает в себя выбор простейшей модели, которая соответствует известной информации, и создание визуализации выбранных направленных измерений. Этап выбора моделей предпочтительно дополнительно включает в себя использование алгоритмов для уменьшения сложности модели, таких как информационный критерий Акаике. Инверсия, основанная на модели должна быть гибкой, допуская выбор параметров от 1 (только падение) до 6 (падение, положение границы и анизотропные удельные сопротивления двух пластов). Процесс может быть интерактивным или в виде пакетной обработки. Инверсия, основанная на модели, может быть использована для одной или нескольких границ (произвольный профиль удельного сопротивления).The step (125) of selecting or constructing a model preferably includes selecting the simplest model that matches the known information and creating a visualization of the selected directional measurements. The step of selecting models preferably further includes the use of algorithms to reduce the complexity of the model, such as the Akaike information criterion. The inversion based on the model must be flexible, allowing the choice of parameters from 1 (only fall) to 6 (fall, position of the boundary and anisotropic resistivities of the two layers). The process may be interactive or in the form of batch processing. A model-based inversion can be used for one or more boundaries (an arbitrary resistivity profile).
Специалистам в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение может быть реализовано, используя один или несколько подходящих компьютеров общего назначения, имеющих подходящие аппаратные средства, и запрограммированными для выполнения процедур согласно настоящему изобретению. Программирование может быть выполнено, используя одно или несколько устройств хранения программ, считываемых компьютером и кодирования одной или нескольких программ, составленных из инструкций, исполняемых компьютером для осуществления операций, описанных вы- 15 006075 ше. Устройство хранения программ может быть выполнено в виде, например, одного или нескольких гибких дисков; СЭ-К.ОМ или другого оптического диска; магнитной ленты; постоянного запоминающего устройства (ПЗУ); или других средств, хорошо известных в данной области техники, либо разработанных впоследствии. Программа, составленная из инструкций, может представлять собой объектный код, т.е. в двоичной форме, которая является более или менее непосредственно исполняемой компьютером; исходный код, требующей компиляции или интерпретации перед исполнением; или какую-либо промежуточную форму такую, как частично скомпилированный код. Точный вид устройства хранения программ и кодирования инструкций является неважным для настоящего описания. Таким образом, указанные средства обработки могут быть реализованы в поверхностном оборудовании в инструменте или разделены между ними, как известно в настоящей области техники. Также очевидно, что способы настоящего изобретения могут быть использованы с любым типом систем каротажа скважин, например, инструментами с каротажным кабелем, инструментами каротажа в процессе бурения/измерения во время бурения, или инструментов каротажа во время подъема бурильной колонны.Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented using one or more suitable general purpose computers having suitable hardware and programmed to perform the procedures of the present invention. Programming can be performed using one or more program storage devices read by a computer and encoding one or more programs composed of instructions executed by a computer to perform the operations described above. A program storage device may be in the form of, for example, one or more floppy disks; SE-K.OM or other optical disc; magnetic tape; read-only memory (ROM); or other means well known in the art, or subsequently developed. A program composed of instructions may be object code, i.e. in binary form, which is more or less directly executed by a computer; source code requiring compilation or interpretation before execution; or some kind of intermediate form such as partially compiled code. The exact appearance of the program storage device and instruction encoding is not important for the present description. Thus, these processing means can be implemented in surface equipment in a tool or shared between them, as is known in the art. It is also apparent that the methods of the present invention can be used with any type of well logging system, for example, wireline tools, logging tools while drilling / measuring while drilling, or logging tools while raising the drill string.
Из приведенного выше описания понятно, что в предпочтительных и альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть произведены различные модификации и изменения без отступления от истинной сущности изобретения.From the above description, it is understood that various modifications and alterations can be made in the preferred and alternative embodiments of the present invention without departing from the true spirit of the invention.
Настоящее описание предназначено только для иллюстративных целей и его не следует рассматривать в качестве ограничения. Объем настоящего изобретения должен определяться только нижеследующей формулой изобретения. Термин содержащий в формуле изобретения означает включает в себя, по меньшей мере так, что перечисленный список элементов в формуле изобретения представляет собой открытую группу. Один и другие термины, означающие единичность, включают в себя их формы множественного числа, если только они непосредственно не исключены.This description is for illustrative purposes only and should not be construed as limiting. The scope of the present invention should be determined only by the following claims. The term “included in the claims” means at least so that the listed list of elements in the claims is an open group. One and other terms denoting singularity include their plural forms, unless they are expressly excluded.
Claims (32)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US49374703P | 2003-08-08 | 2003-08-08 | |
US10/710,188 US7202670B2 (en) | 2003-08-08 | 2004-06-24 | Method for characterizing a subsurface formation with a logging instrument disposed in a borehole penetrating the formation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200400918A1 EA200400918A1 (en) | 2005-02-24 |
EA006075B1 true EA006075B1 (en) | 2005-08-25 |
Family
ID=32912442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200400918A EA006075B1 (en) | 2003-08-08 | 2004-08-06 | Eletromagnetic method for determining dip angles independent of mud type and borehole environment |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7202670B2 (en) |
CN (1) | CN1318864C (en) |
BR (1) | BRPI0403008A (en) |
EA (1) | EA006075B1 (en) |
GB (1) | GB2404741B (en) |
MX (1) | MXPA04007034A (en) |
NO (1) | NO335681B1 (en) |
Families Citing this family (84)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6163155A (en) * | 1999-01-28 | 2000-12-19 | Dresser Industries, Inc. | Electromagnetic wave resistivity tool having a tilted antenna for determining the horizontal and vertical resistivities and relative dip angle in anisotropic earth formations |
US7659722B2 (en) | 1999-01-28 | 2010-02-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method for azimuthal resistivity measurement and bed boundary detection |
US7382135B2 (en) * | 2003-05-22 | 2008-06-03 | Schlumberger Technology Corporation | Directional electromagnetic wave resistivity apparatus and method |
GB2417328B (en) * | 2003-05-22 | 2006-09-20 | Schlumberger Holdings | Methods of characterising earth formations |
US7663363B2 (en) * | 2004-02-09 | 2010-02-16 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for high signal-to-noise ratio NMR well logging |
US7423426B2 (en) * | 2004-02-09 | 2008-09-09 | Baker Hughes Incorporated | Selective excitation in earth's magnetic field nuclear magnetic resonance well logging tool |
US7239145B2 (en) * | 2004-03-29 | 2007-07-03 | Schlumberger Technology Center | Subsurface electromagnetic measurements using cross-magnetic dipoles |
US7848887B2 (en) * | 2004-04-21 | 2010-12-07 | Schlumberger Technology Corporation | Making directional measurements using a rotating and non-rotating drilling apparatus |
US8060310B2 (en) * | 2004-06-15 | 2011-11-15 | Baker Hughes Incorporated | Geosteering in earth formations using multicomponent induction measurements |
JP2006033084A (en) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Oki Electric Ind Co Ltd | Ofdm transmission system |
US7536261B2 (en) * | 2005-04-22 | 2009-05-19 | Schlumberger Technology Corporation | Anti-symmetrized electromagnetic measurements |
AU2006344741B2 (en) * | 2006-06-19 | 2011-07-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Antenna cutout in a downhole tubular |
EP2038513B1 (en) | 2006-07-11 | 2014-05-14 | Halliburton Energy Services, Inc. | Modular geosteering tool assembly |
EP2041607B1 (en) * | 2006-07-12 | 2016-11-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for building a tilted antenna |
WO2008021868A2 (en) | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Resistivty logging with reduced dip artifacts |
US8466683B2 (en) * | 2006-12-14 | 2013-06-18 | Schlumberger Technology Corporation | Determining properties of earth formations using the electromagnetic coupling tensor |
CN101460698B (en) | 2006-12-15 | 2013-01-02 | 哈里伯顿能源服务公司 | Antenna coupling component measurement tool having rotating antenna configuration |
GB2459067B (en) * | 2007-03-16 | 2011-11-30 | Halliburton Energy Serv Inc | Robust inversion systems and methods for azimuthally sensitive resistivity logging tools |
US8129993B2 (en) * | 2007-07-10 | 2012-03-06 | Schlumberger Technology Corporation | Determining formation parameters using electromagnetic coupling components |
US7912648B2 (en) * | 2007-10-02 | 2011-03-22 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for imaging bed boundaries using azimuthal propagation resistivity measurements |
JP5662804B2 (en) * | 2007-12-18 | 2015-02-04 | シュルンベルジェ ホールディングス リミテッドSchlnmberger Holdings Limited | System and method for improving surface electromagnetic exploration |
AU2008348131B2 (en) * | 2008-01-18 | 2011-08-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | EM-guided drilling relative to an existing borehole |
US8347985B2 (en) * | 2008-04-25 | 2013-01-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mulitmodal geosteering systems and methods |
US8278931B2 (en) * | 2008-07-14 | 2012-10-02 | Baker Hughes Incorporated | Anisotropy orientation image from resistivity measurements for geosteering and formation evaluation |
US7991555B2 (en) * | 2008-07-30 | 2011-08-02 | Schlumberger Technology Corporation | Electromagnetic directional measurements for non-parallel bed formations |
US9291739B2 (en) * | 2008-11-20 | 2016-03-22 | Schlumberger Technology Corporation | Systems and methods for well positioning using a transverse rotating magnetic source |
EP2361394B1 (en) | 2008-11-24 | 2022-01-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | A high frequency dielectric measurement tool |
RU2011128000A (en) | 2008-12-10 | 2013-01-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | METHOD AND DEVICE FOR LATERALLY DIRECTED WELL |
WO2010074678A2 (en) | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Azimuthal at-bit resistivity and geosteering methods and systems |
US8095318B2 (en) * | 2008-12-19 | 2012-01-10 | Schlumberger Technology Corporation | Method for estimating formation dip using combined multiaxial induction and formation image measurements |
US8089268B2 (en) * | 2009-03-24 | 2012-01-03 | Smith International, Inc. | Apparatus and method for removing anisotropy effect from directional resistivity measurements |
US20100271031A1 (en) * | 2009-04-27 | 2010-10-28 | Baker Hughes Incorporated | Standoff-Independent Resistivity Sensor System |
US8195400B2 (en) * | 2009-05-08 | 2012-06-05 | Smith International, Inc. | Directional resistivity imaging using harmonic representations |
US7990153B2 (en) * | 2009-05-11 | 2011-08-02 | Smith International, Inc. | Compensated directional resistivity measurements |
US8159227B2 (en) * | 2009-05-11 | 2012-04-17 | Smith International Inc. | Methods for making directional resistivity measurements |
US8294467B2 (en) * | 2009-09-21 | 2012-10-23 | Schlumberger Technology Corporation | Imaging using directional resistivity measurements |
US8497673B2 (en) * | 2009-09-28 | 2013-07-30 | Schlumberger Technology Corporation | Directional resistivity antenna shield |
US8466682B2 (en) * | 2009-09-29 | 2013-06-18 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and method for downhole electromagnetic measurement while drilling |
NO20093306A1 (en) * | 2009-11-09 | 2011-05-10 | Badger Explorer Asa | System for exploring underground structures |
US8463551B2 (en) * | 2009-11-17 | 2013-06-11 | Schlumberger Technology Corporation | Consistent dip estimation for seismic imaging |
US8271199B2 (en) * | 2009-12-31 | 2012-09-18 | Smith International, Inc. | Binning method for borehole imaging |
BRPI1013305B1 (en) | 2010-01-22 | 2019-09-10 | Halliburton Energy Services Inc | system for measuring resistivity of a formation, method for determining resistivity, and instrumented drill bit |
US8680865B2 (en) * | 2010-03-19 | 2014-03-25 | Schlumberger Technology Corporation | Single well reservoir imaging apparatus and methods |
US20110254552A1 (en) * | 2010-04-15 | 2011-10-20 | Peter Wu | Method and apparatus for determining geological structural dip using multiaxial induction measurements |
CN102870014B (en) | 2010-04-15 | 2017-01-18 | 哈里伯顿能源服务公司 | Processing and geosteering with rotating tool |
US8600115B2 (en) | 2010-06-10 | 2013-12-03 | Schlumberger Technology Corporation | Borehole image reconstruction using inversion and tool spatial sensitivity functions |
US8558548B2 (en) | 2010-07-28 | 2013-10-15 | Schlumberger Technology Corporation | Determining anisotropic resistivity |
US9273517B2 (en) | 2010-08-19 | 2016-03-01 | Schlumberger Technology Corporation | Downhole closed-loop geosteering methodology |
AU2010359874B2 (en) | 2010-08-31 | 2014-08-14 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for downhole measurement tools |
CA2811631C (en) * | 2010-09-17 | 2015-09-08 | Baker Hughes Incorporated | Reservoir navigation using magnetic field of dc currents |
US8536871B2 (en) | 2010-11-02 | 2013-09-17 | Schlumberger Technology Corporation | Method of correcting resistivity measurements for toll bending effects |
IT1403940B1 (en) * | 2011-02-16 | 2013-11-08 | Eni Spa | SYSTEM FOR DETECTION OF GEOLOGICAL FORMATIONS |
US8626446B2 (en) | 2011-04-01 | 2014-01-07 | Schlumberger Technology Corporation | Method of directional resistivity logging |
US9534485B2 (en) | 2011-04-18 | 2017-01-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method for real-time downhole processing and detection of bed boundary for geosteering application |
US8886503B2 (en) | 2011-04-19 | 2014-11-11 | Schlumberger Technology Corporation | Discontinuity detection |
EP2705388A4 (en) * | 2011-05-03 | 2015-10-21 | Halliburton Energy Services Inc | Method for estimating formation parameters from imaginary components of measured data |
US9542507B2 (en) | 2012-02-23 | 2017-01-10 | Schlumberger Technology Corporation | Feature detection in seismic volumes |
US9429675B2 (en) * | 2012-03-27 | 2016-08-30 | Schlumberger Technology Corporation | Anisotropy processing in low angle wells |
US9540922B2 (en) | 2012-03-29 | 2017-01-10 | Schlumberger Technology Corporation | Electromagnetic method for obtaining dip azimuth angle |
US9091791B2 (en) * | 2012-05-11 | 2015-07-28 | Baker Hughes Incorporated | Accounting for bending effect in deep azimuthal resistivity measurements using inversion |
BR112014030170A2 (en) | 2012-06-25 | 2017-06-27 | Halliburton Energy Services Inc | method and system of electromagnetic profiling |
US20130343156A1 (en) * | 2012-06-25 | 2013-12-26 | Steve Allan Horne | Devices, Systems and Methods for Measuring Borehole Seismic Wavefield Derivatives |
EP2859387A1 (en) * | 2012-07-13 | 2015-04-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method of estimating anisotropic formation resistivity profile using a multi-component induction tool |
RU2628000C2 (en) * | 2012-12-31 | 2017-08-14 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Deep azimuth system using multi-pole sensors |
CN103063122B (en) * | 2013-01-04 | 2015-05-06 | 中国计量学院 | Underground displacement three-dimensional measurement method and device based on Hall effect and magnetoresistive effect |
US10324219B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-06-18 | Halliburton Energy Services, Inc. | Identifying unconventional formations |
MX343815B (en) | 2013-04-02 | 2016-11-24 | Schlumberger Technology Bv | Extended 1d inversion of electromagnetic measurements for formation evaluation. |
BR112015023840A2 (en) | 2013-05-02 | 2017-07-18 | Halliburton Energy Services Inc | geo-orientation apparatus and methods |
EP2948620A4 (en) * | 2013-12-27 | 2016-08-03 | Halliburton Energy Services Inc | Apparatus and method for aligning downhole measurements |
RU2647530C2 (en) * | 2013-12-27 | 2018-03-16 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Drilling collision avoidance apparatus, methods and systems |
US9618647B2 (en) * | 2014-10-27 | 2017-04-11 | Schlumberger Technology Corporation | Gain compensated symmetrized and anti-symmetrized angles |
WO2016076872A1 (en) * | 2014-11-13 | 2016-05-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Resistivity logging tools with tilted ferrite elements for azimuthal sensitivity |
US9784880B2 (en) | 2014-11-20 | 2017-10-10 | Schlumberger Technology Corporation | Compensated deep propagation measurements with differential rotation |
CN104612661B (en) * | 2014-12-09 | 2018-09-11 | 中国科学院声学研究所 | One kind is with brill electromagnetic wave logging device and method |
US10443375B2 (en) | 2014-12-30 | 2019-10-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Adjustable acoustic transducers for a downhole tool |
GB2556607B (en) * | 2015-09-23 | 2021-12-15 | Schlumberger Technology Bv | Methods of estimating borehole and formation properties using an electromagnetic induction logging tool having random tool decenter positions during data acqu |
US10401528B2 (en) * | 2015-11-25 | 2019-09-03 | Schlumber Technology Corporation | Hybrid electric and magnetic surface to borehole and borehole to surface method |
CN106324689B (en) * | 2016-06-24 | 2018-05-11 | 杭州迅美科技有限公司 | Resistivity anisotropy recognition methods under a kind of horizontal well ground environment |
US10989044B2 (en) | 2016-10-03 | 2021-04-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Modeled transmitter and receiver coils with variable title angles for formation scanning |
CN106918837A (en) * | 2017-03-10 | 2017-07-04 | 中国矿业大学(北京) | A kind of distributed deep hole signal pickup assembly |
CN107508658B (en) * | 2017-08-17 | 2023-06-13 | 中天启明石油技术有限公司 | System for logging data transmission and frame structure design method thereof |
CN109216892B (en) * | 2018-08-31 | 2024-03-12 | 天津大学 | Wireless data transmission antenna for starting motor stress signal telemetry system |
CN110513103B (en) * | 2019-07-04 | 2020-05-12 | 中国石油天然气集团有限公司 | Data transmission method and system in drilling system |
CN114791097B (en) * | 2022-05-06 | 2024-01-09 | 高邮市明源照明科技有限公司 | Low-voltage plug-in intelligent lamp post structure |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5235285A (en) * | 1991-10-31 | 1993-08-10 | Schlumberger Technology Corporation | Well logging apparatus having toroidal induction antenna for measuring, while drilling, resistivity of earth formations |
US6304086B1 (en) * | 1999-09-07 | 2001-10-16 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for evaluating the resistivity of formations with high dip angles or high-contrast thin layers |
US6377050B1 (en) * | 1999-09-14 | 2002-04-23 | Computalog Usa, Inc. | LWD resistivity device with inner transmitters and outer receivers, and azimuthal sensitivity |
US6594584B1 (en) * | 1999-10-21 | 2003-07-15 | Schlumberger Technology Corporation | Method for calculating a distance between a well logging instrument and a formation boundary by inversion processing measurements from the logging instrument |
US6297639B1 (en) * | 1999-12-01 | 2001-10-02 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for directional well logging with a shield having sloped slots |
US6566881B2 (en) * | 1999-12-01 | 2003-05-20 | Schlumberger Technology Corporation | Shielding method and apparatus using transverse slots |
US6351127B1 (en) * | 1999-12-01 | 2002-02-26 | Schlumberger Technology Corporation | Shielding method and apparatus for selective attenuation of an electromagnetic energy field component |
US6727705B2 (en) * | 2000-03-27 | 2004-04-27 | Schlumberger Technology Corporation | Subsurface monitoring and borehole placement using a modified tubular equipped with tilted or transverse magnetic dipoles |
US6836218B2 (en) * | 2000-05-22 | 2004-12-28 | Schlumberger Technology Corporation | Modified tubular equipped with a tilted or transverse magnetic dipole for downhole logging |
US6573722B2 (en) * | 2000-12-15 | 2003-06-03 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for cancellation of borehole effects due to a tilted or transverse magnetic dipole |
US6541979B2 (en) * | 2000-12-19 | 2003-04-01 | Schlumberger Technology Corporation | Multi-coil electromagnetic focusing methods and apparatus to reduce borehole eccentricity effects |
US6584408B2 (en) * | 2001-06-26 | 2003-06-24 | Schlumberger Technology Corporation | Subsurface formation parameters from tri-axial measurements |
GB2396018B (en) | 2001-09-26 | 2004-11-17 | Schlumberger Holdings | Directional electromagnetic measurements insensitive to dip and anisotropy |
US6969994B2 (en) | 2001-09-26 | 2005-11-29 | Schlumberger Technology Corporation | Directional electromagnetic measurements insensitive to dip and anisotropy |
US6556015B1 (en) * | 2001-10-11 | 2003-04-29 | Schlumberger Technology Corporation | Method and system for determining formation anisotropic resistivity with reduced borehole effects from tilted or transverse magnetic dipoles |
US6690170B2 (en) * | 2002-03-29 | 2004-02-10 | Schlumberger Technology Corporation | Antenna structures for electromagnetic well logging tools |
US6667620B2 (en) * | 2002-03-29 | 2003-12-23 | Schlumberger Technology Corporation | Current-directing shield apparatus for use with transverse magnetic dipole antennas |
US6930652B2 (en) * | 2002-03-29 | 2005-08-16 | Schlumberger Technology Corporation | Simplified antenna structures for logging tools |
US6998844B2 (en) * | 2002-04-19 | 2006-02-14 | Schlumberger Technology Corporation | Propagation based electromagnetic measurement of anisotropy using transverse or tilted magnetic dipoles |
US6794875B2 (en) * | 2002-05-20 | 2004-09-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Induction well logging apparatus and method |
US7382135B2 (en) * | 2003-05-22 | 2008-06-03 | Schlumberger Technology Corporation | Directional electromagnetic wave resistivity apparatus and method |
-
2004
- 2004-06-24 US US10/710,188 patent/US7202670B2/en active Active
- 2004-07-15 GB GB0415828A patent/GB2404741B/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-07-21 MX MXPA04007034A patent/MXPA04007034A/en active IP Right Grant
- 2004-07-23 BR BR0403008-7A patent/BRPI0403008A/en not_active Application Discontinuation
- 2004-08-06 NO NO20043294A patent/NO335681B1/en not_active IP Right Cessation
- 2004-08-06 EA EA200400918A patent/EA006075B1/en not_active IP Right Cessation
- 2004-08-06 CN CNB2004100766835A patent/CN1318864C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO20043294L (en) | 2005-02-09 |
GB2404741A (en) | 2005-02-09 |
GB0415828D0 (en) | 2004-08-18 |
GB2404741B (en) | 2006-08-23 |
BRPI0403008A (en) | 2005-08-09 |
CN1318864C (en) | 2007-05-30 |
MXPA04007034A (en) | 2005-06-17 |
US20050083063A1 (en) | 2005-04-21 |
EA200400918A1 (en) | 2005-02-24 |
CN1580821A (en) | 2005-02-16 |
NO335681B1 (en) | 2015-01-19 |
US7202670B2 (en) | 2007-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA006075B1 (en) | Eletromagnetic method for determining dip angles independent of mud type and borehole environment | |
US7382135B2 (en) | Directional electromagnetic wave resistivity apparatus and method | |
RU2589766C2 (en) | Improved device, method and system for measurement of resistivity | |
US8364404B2 (en) | System and method for displaying data associated with subsurface reservoirs | |
US9547102B2 (en) | Resistivity logging systems and methods employing ratio signal set for inversion | |
US10330818B2 (en) | Multi-component induction logging systems and methods using real-time OBM borehole correction | |
US20040257240A1 (en) | Processing well logging data with neural network | |
US20160124108A1 (en) | Inversion Technique For Fracture Characterization In Highly Inclined Wells Using Multiaxial Induction Measurements | |
CN105074505B (en) | The determination of true formation resistivity | |
BR112018072718B1 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATING AN INVERTED PARAMETER OF A SUBSURFACE FORMATION | |
US20110254552A1 (en) | Method and apparatus for determining geological structural dip using multiaxial induction measurements | |
Mondol | Well logging: Principles, applications and uncertainties | |
US10371851B2 (en) | Method for formation fracture characterization in highly inclined wells using multiaxial induction well logging instruments | |
BR112018017328B1 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR CHARACTERIZING AN UNDERGROUND FORMATION | |
US9328604B2 (en) | Methods and systems for determining standoff between a downhole tool and a geological formation | |
AU2002241657B2 (en) | Processing well logging data with neural network | |
Fulda et al. | High resolution electrical imaging while drilling | |
BR112018008755B1 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR CHARACTERIZING AN UNDERGROUND FORMATION | |
Bittar et al. | The" Depth-of-Electrical Image" a key parameter in accurate dip computation and geosteering | |
US10508535B2 (en) | Method for steering a well path perpendicular to vertical fractures for enhanced production efficiency | |
RU2242029C2 (en) | Method for determining water saturation and fraction of sand bed with use of tool for forming image of specific resistance in drill well, tool for transverse induction logging services and tensor water saturation model | |
GB2417783A (en) | Method for characterising a subsurface formation | |
GB2417328A (en) | Methods of characterising earth formations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM BY KG MD TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ KZ |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |